Skoro jako molekula z fotonů. Kredit: E. Edwards / JQI.

Zatím to prý ještě není světelný meč, zatím ještě ne. Ale jak se zdá, objekty vytvořené ze světla nejsou pouhou iluzí. Neúnavní fyzici nedávno pokročili ve svém snažení vytvořit objekty z nehmotných fotonů. Jejich výsledky naznačují, že fotony mohou být svázány do podoby, která důvěrně připomíná molekuly. Šéf výzkumu Alexey Gorshkov z amerického Národního institutu pro standardy a technologii (NIST) a jeho kolegové navazují na výzkum z roku 2013, na němž se někteří sami podíleli. Tehdy se povedl průlom a vědci vůbec poprvé něco vytvořili kombinací jednotlivých fotonů. Spojili k sobě dva fotony tak, že jeden seděl na tom druhém.

Alexey Gorshkov. Kredit JQI.

Gorshkov a spol. teď v článku, který vyjde v časopisu Physical Review Letters, teoreticky popsali způsob, jak úpravou několika parametrů procesu spojování fotonů z roku 2013 dosáhnou toho, že fotony se budou společně pohybovat v určité vzdálenosti od sebe. Uspořádání fotonů je v takovém případě podobné tomu, jak jsou uspořádány dva atomy vodíku v molekule H2.

Nejsou to přímo molekuly, jak Gorshkov podotýká. Jsou jim ale vcelku podobné a také jsu slibné pro další výzkum. Když se teď vědci naučili stavět struktury ze dvou fotonů, mohou se pustit do složitějších věcí. Ostatně, po fotonové molekule by mohl časem přijít i ten světelný meč.

Logo NIST

Gorshkov je ale v záležitosti světelného meče a podobných zařízení spíše pesimistický. V NIST prý ještě dlouho nebudou k vidění fronty koupěchtivých rytířů Jedi. Jedním z hlavních důvodů je, že spojení fotonů prozatím vyžaduje extrémní podmínky a důkladně vybavenou laboratoř. Nemusí nás to ale zase tak moc mrzet. Molekulární světlo lze využít i jinak, než jenom ve zbraních rytířů Jedi.

Laserový meč bude možná příště. Kredit: 20th Century Fox.

Podle Gorshkova je spousta moderních technologií založena na světle. A řadu z nich prý budeme moct citelně vylepšit, pokud ovládneme interakce mezi fotony. Užitečné to může být třeba při přesné kalibraci světelných senzorů, kdy je nutné mít k dispozici standardizovaný zdroj světla, schopný vysílat přesný počet fotonů. Ještě užitečnější by technologie s navázanými fotony mohly být při konstrukci fotonických počítačů, v nichž by fotony nahradily dnes používané elektrony. S fotony namísto elektronů by se leccos zjednodušilo a také by se ušetřila spousta energie. V dnešní době, kdy se často přenášejí data v podobně fotonů v optických kabelech, se spotřebuje hodně energie na přeměny nosiče informace – z elektronů na fotony a naopak. Když bychom dokázali přenášet a zpracovávat data jen s fotony, rozhodně ušetříme. 

Gorshkov nepochybuje o tom, že výzkum fotonů směrem, jaký teď předvedl jeho tým, čeká zářná budoucnost. Podotýká, že fotony sice nemají hmotnost a létají rychlostí světla, ale když je zpomalíme a navážeme na sebe, tak nám jistě ještě leccos předvedou.


Literatura: NIST 8. 9. 2015, arXiv:1505.03859