Křivý laserový paprsek  
Paprsky světla se ve vesmíru ohýbají vlivem gravitace hmotných těles. Málo se ví o tom, že také na Zemi lze světlo ohýbat. Vědci tvrdí, že již dokážou vzduchem vyslat paprsek, který se může ohnout a vyhnout se tak částici, jež mu kříží směr.ˇ

Amulet Vikingského boha Thora se stylizovaným kladivem a ohybem parsků.

Severský Bůh Thor dokázal svým kladivem ohýbat světlo. Američtí fyzikové z Tusconu jsou jeho schopnostem na stopě. Dokázali ohýbat paprsek laseru.
I když vědci paprsky ohýbají zatím jen v laboratoři (laboratoř Jerome Moloneyho na University of Arizona),  zdá se, že by brzy mohly spatřit světlo světa paprsky, které se budou vyhýbat vysokým budovám, letištím, elektrárnám a dalším objektům. Možných využití ohnutých laserových paprsků bude ale mnohem více.


 

Jerome Moloney

Fyzikové již dříve pozorovali, že krátké laserové pulsy narušují plasmový kanál a že lze ovlivnit rychlost, kterou se světlo šíří vzduchem. Světlo lze zpomalit ve středu paprsku a urychlit ho směrem k obvodu. To, jak se paprsek trvale „zaostřuje“, mu umožňuje udržet si vysokou intenzitu na dlouhou vzdálenost. Paprsek ionizuje dusík a kyslík a v blízkosti paprsku z nich vytváří plazma. Moloney se svými kolegy přišel nyní na způsob, jak tuto plazmovou cestu paprsku kormidlovat pomocí dalšího typu laseru - Airy beam (slovo Airy nedoporučuji překládat jako „vzdušný“ neboť jde o formování vln, pojmenované podle astronoma jménem George Biddell Airy, který matematicky odvodil pohyb takových vln již v devatenáctém století). Airy paprsky se ohýbají, neboť jsou tvořeny kombinací vln - jedné, řídící vlny, nesoucí většinu intenzity paprsku a mnoha menšími „vezoucími se“ vlnami, z nichž každá další je polovinou té předchozí. Tyto vlny spolu interferují. Výsledkem je, že první vedoucí vlna se ohýbá jedním směrem, zatímco ocasní konec se vychyluje na stranu opačnou.
Spojením Airy paprsku s laserovým pulsem o vysoké intenzitě, moloneyův tým vytvořil plasmové kanály, které jsou zahnuté. Ty mohou být dále směrovány, případně navráceny do původního směru. Pokud by tyto paprsky byly vyslány ze Země směrem do mraku, teoreticky by jej mohly obejít a pak pokračovat dál ve vytčeném směru.


Tvarování těchto paprsků o vysoké intenzitě se fyzikům jeví jako velmi nadějný směr výzkumu. Paprsky se totiž dokážou vyhnout překážce jakousi samonavigací. Tvar airy paprsků se řídí interferencí jeho různých částí, vyblokování krátkého kousku paprsku nestačí k tomu, aby se informace zrušila. Zbývající části paprsku jednoduše zajistí rekonstrukci původního airy profilu a znovu dojde k jeho zaměření správným směrem.

Silné laserové pulzy lze ohnout za roh. Na ose x je vyznačena vzdálenost od Fourierovy roviny v centimetrech. Na ose y je patrný posun paprsku (měřítko je v milimetrech). (Pramen: Science)

Vypadá to, jako by paprsek prošel překážkou a pokračoval dál. To je fascinující například pro použití v atmosféře, neboť tak se lze například vyhnout zeslabujícímu účinku střetů paprsku s dešťovými kapkami. Někteří vědci si od této technologie slibují, že by mohla být účinná ve vytváření „cestiček“ pro blesky a že by tak šlo usměrňovat tok jejich energie do patřičných míst. Kromě těchto až úsměvných aplikací by technika směrování světla mohla najít uplatnění i v možnosti měnit směr toku pevných částic. Fyzikové předvídají, že elektrická pole, asociovaná s tokem plazmy, půjde využít k urychlování nabitých částic a k jejich přeměně na částice o vysokých energiích. Dalším perspektivním směrem možného využití je leptání kanálků do skla a vytváření optických čipů. V takových čipech by se místo elektrických signálů (převáděných elektrickými obvody), signál šířil opticky.


Ohýbané laserové parsky, jež mohou „procházet“ přes překážky, se jistě budou líbit také válečníkům. Vrásky na čele jim zatím bude dělat fakt, že výrazněji ohýbat lze jen vlny rozměrem malé, nesoucí relativně málo energie. Výroby laserové pušky, schopné zabíjet lidi „za zdí“ se zatím obávat nemusíme.
Jedna z myšlenek, která se však v souvislosti s novým objevem v odborném tisku již vynořila, má co do činění s představou takového ohybu parpsku, kterým by se dosáhlo vytvoření prstence. Mělo by se jednat o laserem injektovaný energetický vstup, který by utvořil zcela uzavřený kruh. Jinak řečeno, šlo by o vytvoření prstence trvale ionizované plazmy. Takto vytvořený kruhový systém by měl teoreticky přetrvat relativně dlouhou dobu. Mohlo by jít o novou formu uchování laserového světla.  Tento optický „kondenzátor”, by mělo jít „nabíjet” i laserem o velmi nízkém výkonu. Otázkou je, jaké množství světelné energie by takto šlo soustředit a jak je potom využít. Touto úvahou jsme již ale vstoupili do oblasti fikce. Ale i bez posledně jmenované myšlenky, která je z oblasti zbožných přání, lze zahnutým laserovým paprskům prorokovat zářnou budoucnost.ˇ

Datum: 13.04.2009 22:33
Tisk článku

Kameny a hvězdy - Cílek Václav
 
 
cena původní: 298 Kč
cena: 250 Kč
Kameny a hvězdy
Cílek Václav
Související články:

Čip ohýbačem světla     Autor: Martin Tůma (12.03.2014)
Zauzlené světlo     Autor: Dagmar Gregorová (18.01.2010)



Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



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