Článek v časopise Nature Communications
18.1. 2019 09:09 Co se děje
Uveřejnění článku Transverse spin forces and non-equilibrium particle dynamics in a circularly polarized vacuum optical trap v časopise Nature Communications.
** Roztáčející světlo**
Každý, kdo někdy hrál tenis nebo fotbal záhy zjistil, že rotující míč(ek) létá po zcela nečekaných dráhách. Tato rotace objektu kolem vlastní osy se v přírodě i v laboratoři může projevit neočekávaným způsobem, od stáčení koryt řek způsobené rotací Země až po možnost odhalení nádorů v mozku pomocí magnetické rezonance, která je založena na rotaci jader atomů. Podobně se mohou chovat i částice světla – fotony. Již mnoho let je známo, že světlo může působit znatelnou silou na velmi malé předměty (o průměru od desítek nanometrů po desetiny milimetru) a uvěznit je ve světelné pasti. V loňském roce byla polovina Nobelovy ceny za fyziku udělena 96ti letému Arthuru Ashkinovi, který tento princip takzvané optické pinzety demonstroval a dokázal úspěšně využít, zejména v biologii. Nedávné pokročilé experimenty prováděné v Ústavu přístrojové techniky AV ČR v Brně ukázaly, že použití fotonů s vlastní rotací (tzv. kruhově polarizovaného světla) vyústí v dramaticky odlišné chování částic zachycených v optické pinzetě.
Ve svých experimentech vědci vytvořili světelnou past ve vakuu, kde je mnohem menší odpor prostředí a objekty se mohou pohybovat mnohem rychleji. Od prvních experimentů Arthura Ashkina je známo, že když k zachycení částice používáme fotony bez vlastní rotace, bude částice v pasti držena silněji v okolí světelné pasti, pokud zvýšíme počet fotonů. Brněnští vědci však použili fotony s vlastní rotací a zjistili zcela opačné chování. Částice nezůstává ve světelné pasti, ale má tendenci obíhat kolem ní po orbitě, jejíž poloměr se zvětšuje s rostoucím počtem fotonů. Obtížně využitelná vlastní rotace fotonů se tak převádí na cyklický mechanický pohyb částice. Tato práce byla nedávno zveřejněna v prestižním časopise Nature Communications a odpovídá na hluboké otázky o šíření světla a otevírá nové experimentální cesty ke světlem poháněným mikromotorům nebo k novým citlivějším senzorům.
