Slavná Möbiova páska vytvořena z polarizovaného světla

Vědcům se povedlo zkroutit polarizované laserové paprsky tak, že vytvořily tvar pozoruhodné Möbiovy pásky, které má jen jednu stranu a jednu hranu.

Zvětšit obrázek

Möbiova páska. Kredit: Max Planck Institute for the Science of Light.

Kdo si nikdy nezkusil udělat Möbiovu pásku, jako by ani nežil. Je to přitom velice snadné. Stačí vzít proužek papíru, otočit jeden konec o 180 stupňů a pak slepit. Takhle jednoduše vznikne objekt s dost neuvěřitelnými vlastnostmi. Möbiova páska je trojrozměrná, ale přitom má jenom jednu stranu a jednu hranu. Když se uprostřed podélně rozstřihne, tak oproti očekávání vznikne jediná páska, delší a užší než ta původní. Pokud se to povede a předvádějící k tomu vytvoří rozechvělou atmosféru tajemna, tak slabší povahy téměř omdlévají. Möbiovu pásku si oblíbil i M.C. Escher a zvěčnil ji ve svých nezapomenutelných grafických kreacích. Magie Möbiovy pásky ale není ani zdaleka omezená jenom na papír.

Gerd Leuchs. Kredit Photonik.

Isaac Freund z izraelské Bar-Ilanovy univerzity v roce 2005 navrhl, že by bylo možné zkroutit paprsky polarizovaného světla. Doufal tehdy, že když se to někomu povede, tak by to mohlo odstartovat zásadní výzkum interakcí světla a hmoty, následovaný vývojem zajímavých aplikací, jako třeba světlených pastí pro lapání drobných částeček v biomedicíně. Freund na svůj nápad nezanevřel a v roce 2010 k němu ještě přidal návod, jak něco takového vyzkoušet. Podle něj bylo třeba připravit dva paprsky polarizovaného světla a nechat je navzájem určitým způsobem interferovat. Interfence paprsků pak podle Freunda polarizované světlo zkroutí do atraktivního tvaru Möbiovy pásky.

Peter Banzer. Kredit: Max Planck Institute for the Science of Light.

Nápady Isaaca Freunda se inspiroval tým Gerda Leuchse z Max Planck institutu vědy o světle v německém Erlangenu. Byli úspěšní a poprvé v historii se jim podařilo vytvarovat paprsek světla do Möbiovy pásky. Leuchsův tým nechal navzájem interferovat dva poměrně exotické, strukturované zelené laserové paprsky. Strukturované laserové paprsky přitom jsou velmi specificky polarizované. Světlo paprsků se nakonec zkroutilo podle jejich představ.

Pro Leuchsova kolegu Petera Banzera jde o první experimentální důkaz, že Möbiova páska z polarizovaného světla může doopravdy existovat a že tedy světlo může vytvořit strukturu s jednou stranou a jednou hranou. Leuchs a spol. tím vyřešili desetiletí dohadů mezi odborníky a potvrdili, že světlo je nevysychajícím zdrojem pozoruhodných objevů. Freund je samozřejmě nadšený a chválí studii Leuchse a spol., právě publikovanou v časopisu Science, jako husarský kousek na samotném pokraji možností soudobých optických technologií. Význam Möbiovy pásky z polarizovaného světla podle skromného Freunda sahá daleko za pouhé potvrzení nějaké predikce. Názorně totiž předvádí, že je možné pracovat s trojrozměrnou strukturou polarizovaného světla.

Zvětšit obrázek