Fyzika vysokých energií často hledá příbuzné vlastnosti. Například fyzikové chtějí vědět, zda se částice a antičástice chovají stejně. Jsou fyzikální zákony stejné, pokud pozorujeme interakci mezi dvěma částice v hypotetickém zrcadle nebo v čase běžícím nazpět? Většina příbuzností, nebo přesněji symetrií, se během rozpínání a chladnutí vesmíru porušila. V mladém vesmíru se například objevila pravo-levá asymetrie (porušení invariance přírodních zákonů vůči zrcadlení), kterou pozorujeme přinejmenším u slabé jaderné interakce. Další asymetrii pozorujeme mezi fermiony ("hmotovými" částicemi s poločíselným spinem, jako jsou kvarky a elektrony) a bosony ("silovými" částicemi s celočíselným spinem, jako je foton, gluony a boson Z). Teorie "supersymetrie" tvrdí, že všechny každý boson má supersymetrického fermionového partnera, např. k fotonu je partnerem fotino, ke gluonu gluino. Naopak každý fermion má supersymetrického bosonového partnera, např. ke kvarku existuje skvark. [X1], [N1]

Podobně jako člověk neandertálský uvolnil místo rodu Homo sapiens, v počátečních fázích vývoje vesmíru některé částice převládly (jako kvarky "down" a "up" a elektrony), zatímco jiné částice (většina částic předpovězených teorií supersymetrie) téměř vymizely. Vědci jsou přesvědčeni, že se jim ve výkonném urychlovači, jako je zařízení FermiLab, v němž se provádějí srážky protonů a antiprotonů, podaří alespoň na okamžik původní supersymetrii obnovit.

Dosud nejsměrodatnější hledání supersymetrických částic provedli fyzikové zařízení FermiLab pomocí detektoru CDF, když hledali srážky, při nichž tři výtrysky proudu energetických částic opouštěly reakční zónu. Nezískali žádný pozitivní důkaz a tím posunuli dolní mez (195 GeV) hmotnosti supersymetrické částice gluino. Potřebná data k této analýze byla získávána již několik let s cílem nalézt tyto velmi vzácné jevy. Pokud by během srážek vzniklo gluino, velmi rychle by se rozpadlo na zatím hypotetickou nejlehčí supersymetrickou částici. Tato částice by měla být stabilní, ale svými vlastnostmi podobná neutrinu, tedy by měla velmi slabě interagovat s jinými částicemi. Její hmotnost by měla být nejméně 40 GeV a měla by proto ze srážky odnášet podstatnou část energie. Proto studiem energie ostatních částic lze usuzoval na její existenci. Tato situace se poněkud podobá Lavoisierovým analytickým studiím chemie spalování.

Nejlehčí supersymetrická částice má význam nejen pro fyziku vysokých energií, ale mohla by být částicí pro vysvětlení temné hmoty ve vesmíru. (Affolder et al., Physical Review Letters, 28 Jan 2002; kontakt: Maria Spiropulu, University of Chicago, 773- 702-7481; [M1])

Fyzikou členitosti lze nazvat použití fraktální matematiky pro studium fyzikálních objektů reálného světa. Euklides a další starověcí Řekové považovali přímku za hladkou a jednorozměrnou. Avšak většina typických křivek v přírodě je v malých rozměrech značně členitá. Jejich členitost lze popsat pomocí fraktální dimenze, která je větší než 1 a menší než 2. [N2] Benoit Mandelbrot ve svém článku v roce 1967 například ukázal, že délka pobřeží Velké Británie rozhodně není "objektivní" konstantou, protože roste s tím, jak se zmenšuje velikost pravítka pro měření délky. Změřená délka pobřeží roste podle vztahu (1/R)^D, kde R je velikost pravítka a D je fraktální "rozměrnost". Tento mocninný vztah se objevuje v chování "časových řad" řady jevů, jako jsou sopky, zemětřesení a hurikány. Pokud nakreslíme graf závislosti pravděpodobnosti jevu určité magnitudy (charakterizované např. energií zemětřesení) na této magnitudě, dostaneme křivku tvaru funkce y = (1/x)^D. Určení pravděpodobnosti rozsáhlého ale řídce se vyskytujícího zemětřesení nebo povodně není jen akademickou otázkou. Pokud pochopíme matematické chování velkých systémů, jako jsou lesy nebo geologické zlomy, přispějeme k bezpečnosti a zdraví veřejnosti.

Na zasedání Americké geofyzikální unie v San Fransisco v lednu 2002 byla přednesena řada výsledků činnosti nedávno vzniklého Výboru nelineární geofyziky [X2], který se zabývá řadou problémů "členitých" ve fraktálním smyslu. Bruce Malamud (King's College, Londýn, [M2]) a Donald Turcotte (Cornell University, [M3]) tvrdí, že "fraktální" odhady přírodních rizik jsou v případě vzácných ale velkých katastrof často přesnější než starší statistické modely. Jako příklad uvedli velkou povodeň na řece Mississippi v roce 1993. Na fraktální teorii založený odhad předpovídá povodeň takového rozsahu jednou za sto let, zatímco původní logaritmický Pearsonův model předpovídá takovou povodeň jednou za 1500 let.

John Rundle [M4] (vedoucí Coloradského střediska pro chaos a složitost na Coloradské univerzitě), který se zabývá studiem zemětřesení, popsal model pružně uložených posuvných bloků, které aproximují jednotlivé zlomy. Model simulace vzájemných nárazů těchto zlomů použil na seismicky aktivní území jižní Kalifornie. Území rozdělil na 3000 hrubozrnných oblastí o rozměrech 10 x 10 km (typická velikost zemětřesení šesté magnitudy). Hrubozrnná vlnová funkce, analogická funkci používané v kvantové teorii pole, umožňuje určit pravděpodobnost vzniku a místa velkých otřesů. Rundle použil model zpětně pro předpovědi zemětřesení za uplynulých deset let a zjistil dobrý soulad se skutečností. Proto předpokládá, že tento model poskytne dostatečně přesné předpovědi i do budoucnosti. (Rundle et al., Physical Review Letters, 1. října 2001; and Rundle et al., PNAS).

Na zasedání Americké geofyzikální unie vystoupil také Benoit Mandelbrot se svojí přednáškou věnovanou průkopníkovi teorie chaosu Edwardu Lorenzovi. Mandelbrot kromě jiného také hovořil o tom, že proces difúzí omezeného shlukování (DLA, diffusion limited aggregation) je charakterizován nikoliv jedním, ale dvěma fraktálními rozměry. Proces DLA hraje klíčovou roli v řadě přírodních jevů, jako je prolínání dvou vzájemně se mísících kapalin. Při simulaci DLA se začíná s jednou částicí. Další částice se "náhodnou procházkou" připojují ke shluku. Vzniká rozvětvená korálům podobná struktura, kdy nové částice nemohou přisednout na již existující větve. Rozměrnost této struktury lze studovat počítáním částic ležícím v určitém poloměru od původní částice a počítáním úhlových mezer mezi větvemi v tomto poloměru.

Řadu let bylo studium procesu DLA komplikováno rozpornými zprávami, které se týkaly fraktálního rozměru těchto objektů. Nyní Benoit Mandelbrot (IBM a Yale, [M5], [M6]), Boaz Kol a Ammon Aharony (Univerzita v Tel Avivu, Izrael [M7]) pomocí rozsáhlé simulace obsahující 1000 shluků s 30 milióny částic v každém shluku ukázali, že vždy existují dva různé fraktální rozměry, které se ale projevují jen v rozsáhlých simulacích. Porovnáním malé (10⁵ částic) a velké (10⁸ částic) simulace ukázali, že větší shluk není pouze měřítkově větší verzí menšího (viz obr. [X3]). Tím autoři podali první kvantitativní důkaz tohoto typu nelineární samopodobnosti.

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 574. January 23, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.

[X1]U. A. Yajnik: Supersymmetry: A new organizing principle for the microworld? 26 Apr 1999. physics/9904058 e-Print archive. Los Alamos National Laboratory. US National Science Foundation.

[N1] Supersymetrie - nový organizační princip mikrosvěta? Natura 1/2002.

[N2] Fraktály a chaos. Natura 12/1998.

Náhlá srdeční smrt zabíjí více než 300 tisíc Američanů ročně. Za normálních okolností elektrické impulsy způsobují stahování vláken srdečního svalu. Ve zdravém srdci tyto impulsy procházejí srdeční tkání jako hladká vlna elektrického potenciálu. Někdy však tyto vlny neprocházejí rovnoměrně a vytvářejí ve srdeční tkáni vírům podobné spirály elektrické aktivity. Kanadští vědci (Leon Glass, McGill University, [M1]) s cílem prozkoumat tyto spirální vlny studovali srdeční buňky kuřecího embrya, které nechali růst jako plošku tkáně. V takovém uspořádání buněk se často v prvních dvou dnech objevují spirální vlny. Pokud vědci pomocí určitých látek narušili komunikaci mezi buňkami, rotující spirální vlny se rozpadly do samostatných rotujících spirál (viz obr. [X1]). Tento rozpad spirální vlny se podobá procesu, který vede k ventrikulární fibrilaci srdeční tkáně, často smrtelného srdečního rytmu, který se často objevuje při narušení komunikace mezi buňkami. Omezení mezibuněčné komunikace může být způsobeno srdečním záchvatem nebo jinými srdečními onemocněními.

S cílem vysvětlit experimentální objevy výzkumníci vytvořili zjednodušený počítačový model složený z buněk, nepravidelně rozmístěných v prostoru. Model ukázal, že šíření elektrické aktivity srdeční tkání se podobá šíření požáru v lese. Buňka se stává aktivní v okamžiku, kdy se v jejím okolí objeví dostatek jiných aktivních buněk. Po určité době jejich aktivita samovolně ustává. Pokud okolní buňky silně interagují, elektrické vlny mohou procházet srdeční tkání vysokou rychlostí. Pokud naopak buňky interagují slabě, šíření vlny se může zcela zastavit. Při určité střední úrovni interakce buněk se elektrické vlny rozpadají do mnoha samostatných spirálních vln.

Tato pozorování by mohla pomoci vysvětlit vznik spirálních vln v prostředí jiných fyzikálních a biologických systémů, jako je koroze kovových povrchů, hrudkování měkkých zemin nebo Bělousovovy-Žabotinského chemické reakce, v nichž se objevují oscilující prostorové obrazce. (Bub, Shrier, and Glass, Phys. Rev. Lett., 4. února 2002)

Programy pro datovou kompresi souborů, jako jsou známé programy pkzip/pkunzip a arj v operačních systémech MS Windows nebo programy zip/unzip a gzip/gunzip v operačních systémech UNIX a Linux nabízejí neobvyklé možnosti analýzy informace. Výzkumníci z Univerzity La Sapienza v Římě (Emanuele Caglioti, [M2]) ukázali, jak kompresní algoritmy mohou přesně identifikovat jazyk a dokonce autora dokumentu bez toho, aniž by bylo nutné dokument číst. Klíčem této analýzy je měření účinnosti komprese, jíž program dosahuje, když k různým referenčním dokumentům je připojen další neznámý dokument.

Kompresní programy obvykle data kompresují vyhledáváním opakujících se řetězců informace v souboru. Programy poznamenají jediný záznam takového řetězce a další výskyty tohoto řetězce v souboru. Dekomrprese souboru pak spočívá v náhradě různých bitů informace na příslušných místech původními řetězci. Kompresní algoritmy pracují lépe s dlouhými soubory, protože získají více informace o řetězcích, které mohou v souboru nahradit. Přidání italského textu do italského dokumentu proto nemění účinnost kompresního algoritmu, protože může použít již dříve známá slova a fráze. Přidání anglického textu do italského dokumentu účinnost komprese sníží, protože kompresní algoritmus musí vyhledávat nová slova a fráze.

Výzkumníci zjistili, že analýza komprese souboru je účinná při identifikaci jazyka souborů, které nejsou kratší než 20 znaků a může správně třídit knihy podle autora až o 93 procent rychleji než standardní třídící algoritmy. Protože obsah textu většinou používá určitý slovník (např. v matematickém textu se vyskytují speciální matematické termíny), program založený na této analýze může automaticky klasifikovat dokumenty podle jejich sémantického obsahu, což může vést k účinnějším prohledávacím nástrojům. Tato metoda také nabízí rigorózní metodu pro různé lingvistické analýzy, jako je studium vztahů mezi různými jazyky. Přestože se výzkumníci zatím soustředili na textové soubory, jejich metodu lze použít pro soubory s libovolným obsahem, jako jsou záznamy sekvencí DNA, geologické procesy, lékařská data nebo pohyby cen na akciovém trhu. (D. Benedetto, E. Caglioti, and V. Loreto, Physical Review Letters, 28. ledna 2002)

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 575. January 30, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.

Většina biologů se shoduje, že ke skutečnému porozumění předmětu výzkumu je nutné pozorovat organismy v jejich přirozeném prostředí. Biologický výzkum mořských mikroorganismů představuje velkou výzvu. Oceánografové, kteří studují mořské mikroorganismy, ale narážejí na některé technické problémy. Například žádný běžný mikroskop není schopen pořizovat snímky jen několik mikronů velkých mikroorganismů kvůli jejich neustálému pohybu několika stovek mikronů za sekundu. Při potřebném zvětšení mikroorganismy rychle mizí ze zorného pole. Výzkumníci ve Scrippsově ústavu oceánografie v Kalifornie (Eran Fuchs, [M1]) se pokusili tento problém vyřešit spíše úpravou světelných zdrojů než samotných mikroskopů.

Nové řešení spočívá v osvícení pouze řezu velkého vzorku laserovým světlem, které se rozptyluje na plochu 23 mikronů silnou. Na rozdíl od systémů, které osvěcují velký objem vzorku, plošně rozptýlený laserový paprsek osvětluje pouze část prostoru, která leží přesně v rovině, na níž je mikroskop zaostřen. Toto uspořádání odstraňuje nežádoucí optický šum z pozadí, v němž se nacházejí nezaostřené objekty. Protože světlo je nasměrováno pouze na tu oblast, která je zaostřena v zorném poli, světlo je jak účinné tak jasné.

Kvůli problémům s pozorováním mořských mikroorganismů ve velkých objemech kapaliny konvenčními mikroskopy dosud bylo přirozené chování a vzájemné interakce těchto malých stvoření velmi záhadné. Plošné osvětlení laserovým paprskem otevírá dosud neobjevenou říši mořských ekosystémů kvantitativnímu studiu. (E. Fuchs; J.S. Jaffe; R. A. Long; F. Azam, Optics Express, 1. února 2002)

Již dříve byl pozorován jev, že soustředěné světlo na kovovém materiálu je schopno vyvolat magnetické pole. Nyní fyzikové Státní univerzity v Ohiu světlem vyvolali magnetizaci organického materiálu. Tento materiál, tetracyanoethylen (TCNE) byl vystaven působení modrého světla a jeho magnetizace vzrostla o více než 50 procent. Působením zeleného světla byl tento magnetismus zase odstraněn. Výzkumníci (Arthur Epstein, [M2]) jsou přesvědčeni, že světlo lze výběrově nasměrovat na domény o velikosti srovnatelné nebo menší s vlnovou délkou světla. Tento jev by mohl umožnit ukládání informace. V současné době magnetooptický jev se používá pouze pro zápis informace. Nově pozorovaný jev by mohl umožnit jak zápis tak čtení. Navíc použití plastických elektronických součástech má řadu výhod, včetně pružnosti, nízké ceny a možnosti potřebného doladění. (Pejakovic et al., Physical Review Letters, 4. února 2002).

Werner Karl Heisenberg byl během druhé světové války šéfem neúspěšného německého projektu vývoje jaderných zbraní. Pracoval s Otto Hahnem, který objevil jaderné štěpení při vývoji jaderného reaktoru, ale nebyl schopen připravit úspěšný program pro vývoj německých jaderných zbraní. Donedávna nebylo jasné, zda to bylo kvůli nedostatku štěpného materiálu, nebo zda Heisenberg nechtěl, aby se jaderné zbraně dostaly do rukou nacistů.

Během druhé světové války Werner Karl Heisenberg navštívil v Kodani dánského fyzika židovského původu Nielse Bohra, u něhož v roce 1924 studoval. Tato Heisenbergova návštěva v okupované Kodani se stala hlavní zápletkou divadelní hry Michela Frayna "Kodaň", nastudované v roce 2000. Pokusil se Heisenberg zjistit něco o plánech Spojenců? Chtěl hovořit s Bohrem o etických otázkách vývoje nejničivější zbraně? Byl Heisenberg skutečně hrdinou, který sabotoval a zpomaloval nacistický vývoj atomové bomby, nebo nebyl schopen atomovou bombu sestrojit?

Fyzik Hans Bethe tvrdí, že Heisenberg se o vývoj atomové bomby nikdy nezajímal. Odkazuje se na tajné záznamy rozhovorů Heisenberga s ostatními německými atomovými vědci. Tyto záznamy se po válce dostali do britské správy. Zprávy o Hirošimě byli pro Němce velkým šokem, protože se vždy domnívali, že nijak ve vývoji atomové zbraně nezaostali. Heisenbergův počáteční pokus zlehčovat úspěchy Spojenců při vývoji atomové bomby naznačují, že neměl o vývoji této zbraně prakticky žádnou představu. Americký fyzik John Archibald Wheeler se s Heisenbergem několikrát osobně setkal. V roce 1939 se s ním setkal na Univerzitě v Michicagu, předtím než Heisenberg dostal příkaz vrátit se do Německa kvůli vojenskému výcviku. Vztah většiny fyziků k Heisenbergovi byl po válce většinou chladný. Není překvapením, že se Heisenberg pokoušel později obhájit své zásluhy na znemožnění vývoje atomové bomby v Německu. Několikrát se také pokoušel objasnit účel své návštěvy v Kodani v roce 1941. Podle jedné verze se Heisenberg pokoušel Bohra přesvědčit, že vyrobit atomovou bombu je příliš obtížné a proto Němci nemají šanci na úspěch a Spojenci by se měli těchto pokusů také vzdát.

V květnu roku 2000 historik Gerald Holton objevil v Bohrově pozůstalosti dopis, který Bohr napsal Heisenbergovi, ale nikdy jej neodeslal.

Nyní, po více než 60 letech, se objevila nová fakta. V únoru 2002 byl tento dopis z roku 1957 zveřejněn. Bohr v něm obvinil Heisenberga, že po válce podvedl veřejnost svým tvrzením, že se během druhé světové války snažil vývoj německé atomové bomby znemožnit. Bohr na základě vzájemných setkání s Heisenbergem ve svém dopise tvrdí, že Heisenberg nebyl tak jednoznačně proti vývoji německé atomové bomby, jak později po válce tvrdil. Tento dopis, který byl v únoru 2002 zpřístupněn veřejnosti v Archivu Nielse Bohra v Dánsku [X1], nebyl nikdy odeslán. Po Bohrově smrti v roce 1962 zůstal padesát let zapečetěn v jeho pozůstalosti. Vědci, historikové a umělci se po celou dobu dohadovali, jakými motivy byl Heisenberg veden.

Divadelní představení "Kodaň" se po celý únor 2002 hrálo v Kennedyho středisku ve Washingtonu. 2. března 2002 proběhlo na toto téma jednodenní sympózium v Smithsonově národním muzeu historie přírodních věd [X2], jehož se kromě řady fyziků a historiků zúčastnil vědecký poradce amerického prezidenta John Marburger, Heisenbergův syn a Bohrův vnuk.

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 576. February 7, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.

Chladné atomy antivodíku poprvé vytvořili vědci laboratoře ze střediska Evropské rady pro jaderný výzkum CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléare). Antiprotony a positrony spojili pomocí elektrických a magnetických polí. Příroda sice umožňuje existenci antičástic, ale ve vesmíru je jich mnohem méně než částic. Určité množství antiprotonů pozorujeme v kosmickém záření. Positrony vznikají v určitých oblastech vesmíru, kde je dostatek energie, jako jsou jádra galaxií. Avšak větší objekty z antihmoty, jako jsou antiatomy, antihvězdy nebo antigalaxie, nebyly v pozorovatelné části vesmíru objeveny, protože by se musely při anihilaci s hmotou projevovat velmi intenzivním gama zářením. Takové záření nebylo pozorováno a záblesky paprsků gama jsou jiného původu.

Vytvořit antivodík je poměrně obtížným úkolem. Antiprotony a positrony se pohybují značnou rychlostí, která jim zabraňuje vytvořit neutrální atomy. Před několika lety se podařilo vyrobit horké atomy antivodíku srážkami v zařízení Fermilab v CERN. Tyto antiatomy ale nebylo možno podrobněji studovat, protože díky své vysoké energii velmi rychle narážely do detektorů, které měly prokázat jejich existenci.

Výzkumníci v CERN se proto soustředili na vytvoření chladných antiatomů v kontrolovaném prostředí, aby je bylo možno podrobně studovat. Hlavním cílem je určit, zda základní zákony fyziky (teorie gravitačního pole, kvantová mechanika, teorie relativity atd.) platí pro antiatomy zcela stejně jako pro atomy. Na zasedání Americké asociace pro rozvoj vědy AAAS (the American Association for the Advancement of Science) [N1] v únoru 2002 v Bostonu oznámil mluvčí týmu antivodíkové pasti ATRAP [X1] (the Antihydrogen Trap) Gerald Gabrielse z Harvardu nové výsledky. Ve svém experimentu zpomalil antiprotony o energii 6 MeV asi 10¹⁰ krát (odpovídající teplota asi 4 Kelviny) a částečně je smísil s ochlazenými elektrony a uzavřel do magnetické pasti. Positrony vzniklé rozpadem jader sodíku Na-22 ochladil a shromáždil v jiné části zařízení. Elektrickými poli se mu podařilo přiblížit asi 300 tisíc positronů k asi 50 tisícům antiprotonů.

Gabrielse je přesvědčen, že v jeho magnetické pasti nebyla pouze elektricky neutrální plasma positronů a antiprotonů, ale že také vznikly atomy antivodíku. Během příštích měsíců chce proto nainstalovat dokonalejší diagnostické zařízení. Větší verze zařízení ATRAP by mohla být v provozu na podzim roku 2002. Tato větší past by měla umožnit experimenty s použitím laseru pro studium spektroskopických vlastností atomů antivodíku.

Základním nástrojem pro diagnostiku nádorů prsu je ultrazvuk, ale konečné slovo při zjišťování zhoubnosti nádorů má biopsie nebo jiná invazivní metoda. Nedávno někteří výzkumníci začali vyvíjet metody pro klasifikaci nádorů, založené na jejich výskytu při ultrazvukovém snímkování. Výzkumná skupina z Univerzity v Chicagu (Maryellen Giger, 773-702-6778, [M1]) se pokusila tyto metody klasifikace nádorů dále rozvinout s využitím počítačové diagnostiky. Zhoubnost nádoru se prozrazuje tvarem, strukturou, ostrostí okrajů a reakcí na akustické signály, vysílané zdroji ultrazvuku. Žádná z těchto vlastností sama o sobě není schopna charakterizovat určitý nádor. Proto se používají různé kombinace těchto vlastností. Výzkumníci svoji metodu CAD (Computer Aided Diagnosis) testovali na 400 nálezech nádorů prsu, které byly zdokumentovány jedním až šesti ultrazvukovými snímky. Jejich metoda identifikovala 95 procent maligních (zhoubných) nádorů a 60 procent benigních (nezhoubných) nádorů.

Ve studii, která byla představena na zasedání Radiologické společnosti Severní Ameriky, výzkumný tým porovnal svoji metodu CAD s diagnózami provedenými lékařskými odborníky. Přestože metoda CAD není dokonalá, její výsledky jsou statisticky významně lepší než výsledky radiologů, a jen nepatrně horší než výsledky odborných skupin mammografologů. Studie dále ukázala, že pokud tuto metodu použijí radiologové, kteří interpretují snímky nádorů prsu, ale nejsou odborníky, nebo mamografičtí odborníci, vždy jsou jejich výsledky lepší než bez použití této metody. Ačkoliv metoda CAD nenahradí lékařské odborníky, může v budoucnu výrazně omezit použití biopsie a dalších procedur, které jsou jednak drahé a jednak pro pacientky traumatizující. (K. Horsch, M. L. Giger, L. A. Venta, C. J. Vyborny, Medical Physics, únor 2002).

Fyzikové Kalifornského technologického institutu (Caltech) sestrojili laser, který je vysoce účinným zdrojem koherentního záření v malém prostoru. Výzkumníci posílali světlo z optického vlákna do křemičitých kuliček o průměru 70 mikronů. Světlo se rozptyluje na okraji kuličky v módu tzv. "šeptající galerie". Rozložení světla uvnitř kuličky je charakterizováno parametrem Q a v tomto případě má tento parametr hodnotu několika stovek miliónů. Přicházející světlo se rozprostírá takovým způsobem, že se rozptyluje v křemičitém skle a vybuzuje světelnou emisi. Jde o příklad Ramanova laseru. Zesílení světla je dosaženo Ramanovým nelineárním jevem v reakci na intenzivní budící elektrické pole. Výhodou Ramanova laseru je jeho laditelnost a použitelnost jako světelné pumpy pro další lasery. Nevýhodou Ramanova laseru je potřebný vysoký příkon. Výzkumníci z Caltech sestrojili laser, jehož příkon je jen desítky mikrowattů, tedy tisíckrát méně, než u běžných Ramanových laserů. Navíc jejich zařízení je mnohem menší. Kromě laditelnosti jejich laseru nelineární vlastnosti světla v křemičitých mikrokuličkách otevírá nové cesty pro studium kvantové optiky. (Spillane et al., Nature, 7. února 2002; Kerry Vahala, 626-395-2144, [M2])

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 577. February 20, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.

[N1] Americká asociace pro rozvoj vědy. Natura 12/1998.

poslední úprava: 28.02.2002