Fyzici postavili perfektní past na světlo  
Jak donutit velmi tenkou vrstvu materiálu, aby absorbovala co nejvíc záření? Izraelsko-rakouský tým fyziků vymyslel „past“ na světlo, která důmyslně využívá zrcadla a vlnovou povahu záření. Jakmile se světlo dostane dovnitř, je přinuceno tam kroužit, dokud ho tenký materiál neabsorbuje. Nápad slibný, možné využití velmi široké.
Past na světlo. Kredit: TU Wien.
Past na světlo. Kredit: TU Wien.

Ať už provozujete fotovoltaiku nebo třeba fotosyntézu, potřebujete absorbovat tolik záření, kolik jenom jde. Zní to jednoduše, ale ve skutečnosti je dost náročné přimět k absorpci tenkou vrstvu materiálu, kterým obvykle podstatná část záření prochází bez povšimnutí.

 

Ori Katz. Kredit: Hebrew University.
Ori Katz.
Kredit: Hebrew University.

Tým odborníků rakouské techniky TU Wien a izraelské Hebrew University of Jerusalem přichází s pozoruhodným trikem, díky němuž může i velice tenký materiál absorbovat prakticky veškeré dopadající záření. Postavili „past na světlo“ ze zrcadel a čoček, umístěných kolem tenké vrstvy, co má absorbovat záření.

 

V této pasti je světelný paprsek nasměrován do kruhu a poté sám na sebe. Paprsky světla v pasti blokují samy sebe a nemohou ji opustit. Světlo doslova nemá cestu k úniku a nezbývá mu nic jiného, než být absorbováno zmíněnou tenkou vrstvou materiálu.

 

Logo. Kredit: Hebrew University.
Logo. Kredit: Hebrew University.

Tento postup spojuje „amplifikaci“ světla s jeho „absorpcí“ a je výsledkem efektivní spolupráce mezi oběma zmíněnými týmy. Ori Katz z Hebrew University to vymyslel, Stefan Rotter z TU Wien zpracoval koncept. Ve Vídni pak udělali teoretické výpočty a experiment provedli v laboratoři v Jeruzalémě.

 

Jak říká Rotter, absorbování záření je pohoda, když jde o pevný objekt. Když jdete v létě ven ve tmavé bundě, tak to rychle zjistíte. Jenomže v mnoha aplikacích jde o absorpci záření velmi tenkou vrstvou materiálu, a to bývá problém. Již dříve se objevila různá řešení, například s využitím soustavy zrcadel. V tomto případě ale zrcadla musejí být zčásti průhledná, což vede k nevyhnutelným ztrátám záření.

 

Aby tomu zabránili, Katz, Rotter a spol. důmyslně využili vlnové vlastnosti světla. Pomocí interference světelných vln vyrušili všechny zpětné odrazy od zrcadel. Jakmile světlo vstoupí do této pasti, nemá jinou možnost, než tam kroužit, dokud nebude pohlceno příslušným tenkým materiálem. Jak ukázaly pokusy v Jeruzalémě, tento mechanismus nenarušují turbulence ve vzduchu ani výkyvy teplot prostředí. Díky tomu by mohl mít řadu uplatnění, od solární energetiky, přes senzory až po ovládání světlem.

 

Video: How we can see through skin and around corners | Ori Katz | TEDxTelAvivSalon¨

Literatura

TU Wien 26. 8. 2022.

Science 377: 995–998.

Datum: 29.08.2022
Tisk článku



Diskuze:

podle obr.1 past na techniky Si budou zaclánět

Josef Hrncirik,2022-08-30 11:44:37

Odpovědět


Re: průřez čočkou větší než ohništěm.

Josef Hrncirik,2022-08-30 11:55:27

V ohnišťátku ale ?(bez optických vad) bezvadné.

Odpovědět

Ian Malcolm

Tomáš Novák,2022-08-30 09:08:01

...v Jurském parku pronesl: "Vědci jsou tak fascinováni možností něco vytvořit, že se ani nezaobírají úvahami, zda by to vůbec vytvořit měli..."

Odpovědět

Gábor Vlkolinský,2022-08-30 08:09:48

Neviem si to predstaviť plošne. Alebo bude slnečný kolektor nahradený ďalekohľadom namiereným na slnko?

Odpovědět


Re:

Josef Hrncirik,2022-08-30 10:20:02

"To se jim hoduje, když jim půjčují".

Odpovědět


Buy an article! Ani Voloďa ho nemá zdarma. "Hub Sci!"

Josef Hrncirik,2022-08-30 10:48:45

Odpovědět


Re: načo?

Štefan Ürge,2022-08-30 11:38:30

sieť mikroskopických šošoviek a zrkadiel zabudovaných do panelu - bežne používaný koncept

Odpovědět


Re:

David Nečas,2022-08-30 18:25:45

Vůbec si to nepředstavujte a raději si přečtěte původní článek, je docela srozumitelný. Text tady na Oslu spíš zmateně popisuje něco jako obyčejný CPA (coherent perfect absorber). Ten si lze jednoduše představit jako laser fungující ‚pozpátku‘, světlo tedy absorbuje (zeslabuje) namísto zesilování. Ta reálně nová věc v článku je značná multimodálnost toho CPA. Celé je to ale pořád přesně naladěno na jednu vlnovou délku, takže použití v solárních panelech bych zrovna nečekal…

Odpovědět


Re: Re:

Gábor Vlkolinský,2022-08-30 19:47:11

Možno na prenos energie z obežnej dráhy Zeme. Poprípade len na prenos informácií.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace