Physics News Update

Uhlíková nanopórová síť

Aktivovaný uhlík, porézní materiál podobný dřevěnému uhlí, které se používá při opékání klobás, je důležitým průmyslovým materiálem, který se používá při filtrování vzduchu, odstraňování jedovatých výparů a čištění některých potravin, jako je cukr nebo vodka. Mezinárodní typ vědců (univerzity v Missouri a v Novém Mexiku, laboratoř CNRS ve Francii, univerzita Universidad de Alicante ve Španělsku, výzkumná laboratoř amerického vojenského letectva a Národní laboratoř v Los Alamos) proto studuje vnitřní strukturu tohoto materiálu. Překvapením byl objev fraktální sítě kanálků stejného tvaru, který je snad prvním důkazem fraktální struktury pórů.

Výzkumníci (Peter Pfeifer, [M1]) použili olivové pecky. Spálili je na dřevěné uhlí a vystavili působení horké páry o teplotě 750 stupňů Celsia. Vodní pára, která za normálních okolností oheň uhasí, hoření podporovala dodáváním kyslíku do povrchových vrstev uhlíku.

Hořením ale nedocházelo k odpadávání jedné vrstvy po druhé nebo k vytváření děr různé velikosti, ale k místnímu vyleptávání a zhroucení stěn pórů, v jehož důsledku vznikly kanálky stejné velikosti o šířce asi 2 nm. Proces oxidace se pak náhle rozvětvil do nového směru. Ve vyhořelém materiálu nakonec vznikla síť kanálků s fraktální geometrií. Rozptylem roentgenových paprsků výzkumníci zjistili, že "fraktální dimenze" se blíží 3, což znamená, že povrch sítě pórů prakticky vyplňuje celý vnitřní prostor materiálu.

Fraktální povaha pevných tvarů byla studována v minulosti již v řadě případů, ale nyní poprvé byla prostudována fraktální struktura prázdného prostoru uvnitř nanopórové sítě. V jediném gramu materiálu se nachází síť kanálků s celkovým povrchem asi 1000 metrů čtverečných (velikost fotbalového hřiště). Výzkumníci předpokládají, že v takové struktuře bude možno uchovávat metan a různá další paliva (tyto molekuly se snadno zachycují slabým přitahováním způsobeným elektrickým dipólem "van der Waalsových" sil) při tlaku mnohem menším, než je současný tlak 200 atmosfér při uchovávání metanu v kovových nádobách. Očekává se, že bude možno také účinněji provádět oddělování plynů, protože drobné kanálky mohou propouštět jen určité typy molekul. Konečně bude možné uchovávat elektrickou energii vytvořením kondenzátorů, které budou obsahovat vrstvy sítí aktivovaného uhlíku vyplněné iontovou vodivou kapalinou. (Pfeifer et al., Physical Review Letters, 18. března 2002)

Hodiny ve vesmíru pro odhalení nových fyzikálních zákonů

Einsteinova speciální teorie relativity vychází z několika principů zachování. Jedním z nich je princip, že při rotaci částice nebo tělesa a při pohybu tělesa vysokou rychlostí platí fyzikální zákony stejně jako v klidu. Tento princip se nazývá Lorentzova invariance. V některých "rozšířeních" standardního modelu elementárních částic ale interakce částic s určitými hypotetickými universálními poli (hrubou analogií jsou Higgsovy bosony, které způsobují hmotnost částic) mohou vést k nepatrným porušením Lorentzovy invariance. Alan Kostelecky z Univerzity v Indianě a jeho kolegové ve svém článku ukazují, jak by bylo možno tato porušení detekovat pomocí experimentů s porovnáváním času na Mezinárodní vesmírné stanici ISS (the International Space Station).

Obecně atomové hodiny fungují tak, že vzorek ochlazených atomů cesia je ozařován mikrovlnami a měří se frekvence jejich absorpce, která odpovídá určitému kvantovému přechodu elektronů v atomech cesia. Tato frekvence mikrovln se používá pro definici jedné sekundy.

Čím nižší je teplota ochlazených atomů cesia (tj. menší tepelný pohyb) a delší doba pozorování, tím větší přesnosti při definici sekundy lze dosáhnout. Současné nejlepší hodiny NIST F-1 mají nepřesnost jen 1:1015. Tyto hodiny používají ochlazené atomy cesia v atomové pasti. Atomy jsou opatrně urychleny směrem vzhůru. Když působením gravitace dosáhnou nejvyššího bodu své dráhy a jejich rychlost je nejnižší, je vzorek ozářen mikrovlnami a provedeno měření. Podobný přístroj umístěný na Mezinárodní vesmírné stanici ISS by mohl dosáhnout mnohem vyšší přesnosti, protože atomy cesia mohou být vůči atomové pasti v klidu po velmi dlouhou dobu. Měření vzorkováním pak lze provádět delší dobu. Takové hodiny by mohly být umístěny na oběžné dráze Země několik let.

Alan Kostelecky ([M2]) je přesvědčen, že porušení Lorentzovy invariance by se mělo projevovat malými posuvy hladin energie atomů, které lze změřit díky rychlostem, rotacím a orientacím hodin ve vesmírném prostoru. Porovnáním těchto měření se stejnými měřeními na Zemi by mohlo prokázat porušení Lorentzovy invariance s přesností až 1:1027. (Bluhm et al., Physical Review Letters, 4. března 2002)

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 578. February 27, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.


Hmotově vlnový interferometr pro velké molekuly

Řadu let vědci studují jeden ze závěrů kvantové mechaniky, podle něhož objekty, které považujeme za částice, mají také vlnové vlastnosti. Studium paprsků elektronů, neutronů a dokonce atomů prokázalo, že částice lze považovat za série pohybujících se vln. Při průchodu těchto vln blízkými štěrbinami nebo mřížkou dochází k difrakci. Tyto vlny mohou sami se sebou interferovat a vytvářet charakteristické obrazce v detektorech částic.

V roce 1999 Anton Zeilinger a jeho kolegové na Univerzitě ve Vídni potvrdili vlnovou povahu molekul C-60 jejich difrakcí na mřížce. Nyní stejný tým použil interferometr složený ze tří mřížek s různými vzdálenostmi mezi uzly mřížky a účinnější uspořádání detektoru, které umožňuje pozorování ostřejších interferenčních obrazců. Použitými částicemi byly molekuly C-70 při teplotě 900 Kelvinů, které mají 3 rotační a 204 vibrační módy. Proto bylo možno studovat situaci, kdy se atomová vlna, (v tomto případě makromolekulární vlna) stane dekoherentní (tedy ztratí svůj vlnový charakter) kvůli tepelným pohybům a dalším interakcím s okolním prostředím. Tento typ interferometrových experimentů je proto užitečný pro studium hranice mezi kvantovým a klasickým světem. Výzkumníci (kontakt: Bjorn Brezger, [M3], Univerzita ve Vídni) doufají, že budou schopni studovat vlnové vlastnosti ještě větších složených objektů, středně velkých proteinů. (Brezger et al., Physical Review Letters, 11. března 2002; viz také [X1])

Byla pozorována jaderná fúze v bublinách?

V roce 1989 Dr. B. Stanley Pons a Dr. Martin Fleischmann, chemikové z Univerzity v Utahu, oznámili, že v experimentu prováděném za "pokojové" teploty s využitím elektrod z palladia a platiny ponořených do těžké vody (oxidu deuteria) vznikal přebytek tepla a vedlejší produkty, které naznačovaly průběh jaderné fúze. Snahy opakovat tento experiment vedly k rozporným výsledkům. Několik zpráv o experimentálním potvrzení bylo později odvoláno. Pons a Fleischmann byly poději kritizováni za úpravu získaných výsledků tak, aby dokazovaly emisi gama záření, která je typická pro jadernou fúzi. Výzkum možnosti studené jaderné fúze přesto nějakou dobu ještě pokračoval kvůli zajímavým avšak neprůkazným výsledkům a kvůli lákavé možnosti vyrábět relativně čistou energii při běžných teplotách.

Tato situace se možná dnes překvapivě opakuje v nové podobě. Tým vědců předložil důkaz jaderné fúze jader deuteria ve stolním přístroji v Národní laboratoři v Oak Ridge (Taleyarkhan et al., Science, 8. března 2002), avšak jiní vědci (včetně jiné skupin v Oak Ridge) vyslovili vážné námitky proti platnosti tohoto výsledku. Výzkumníci Taleyrkhanovy skupiny (tým z Oak Ridge, Rennseleaer Polytechnic Institute a Ruské akademie věd) použili sonoluminiscenci, kdy silnými zvukovými vlnami rozrušili jednu nebo více bublin v nádobě s kapalinou. Při zániku těchto bublin vznikají velmi krátké záblesky světla.

Sonoluminiscence je fyzikální proces přeměny zvuku ve světlo, který vyžaduje dostatečnou hustotu energie zvuku. Dokonce ani nejvýkonnější zesilovače zvuku nedosahují hustoty energie, kterou má laserový paprsek v obyčejném světelném peru. V provedených experimentech byla energie zvuku soustředěna do velmi malé oblasti, konkrétně do malých bublin v kapalině. Tato soustředěná energie ohřála plyn uvnitř bubliny a výsledkem byl krátký záblesk světla. Přeměna zvukové energie ve světelnou energii představuje soustředění energie více než 1012 krát. Výzkumníci již dlouho přemýšlejí, zda fyzikální podmínky uvnitř bubliny, zejména velmi vysoká teplota a hustota, mohou způsobit termonukleární fúzi. Sonoluminiscence dosud není zcela prozkoumaným fyzikálním jevem. Proto výzkumníci dosud nemohou vyloučit, že fyzikální podmínky uvnitř bublin skutečně mohou termonukleární fúzi vyvolat.

Přední teoretik v oboru sonoluminiscence William Moss z Národní laboratoře Lawrence Livermora ale tvrdí, že typická teplota při sonoluminiscenci podle teoretických odhadů nepřesáhne 11 000 Kelvinů, tedy asi tisíckrát méně, než je teplota nutná ke vzniku termonukleární fúze.

V nově oznámeném experimentu se řada detailů podobá běžnému uspořádání sonoluminiscenčního experimentu. Výzkumníci použili zvukové vlny o kmitočtu 19,3 kHz, které vysílali do skleněné láhve naplněné těžkým acetonem (dimethylketonem, (CH3)2 CO), jehož atomy vodíku byly nahrazeny atomy deuteria. Novou součástí experimentu byl pulsní generátor neutronů, který synchronně se zvukovými vlnami ostřeloval kapalinu neutrony o energii 14,3 MeV. Výzkumníci tvrdí, že neutrony způsobily tvorbu velmi malých bublin, které vyrůstaly do relativně velkých rozměrů a nakonec explodovaly za vzniku krátkých světelných záblesků. V souvislosti se světelnými záblesky výzkumníci oznámili detekci významného množství tritia a důkaz emise neutronů o energii 2,5 MeV. Takové neutrony mohou vznikat termonukleární fúzí jader atomů deuteria. Experiment opakovali za stejných podmínek s normálním acetonem a žádné tritium ani neutrony nedetekovali.

Jiný výzkumný tým v Národní laboratoři v Oak Ridge, jehož členy byli D. Shapira a M.J. Saltmarsh, se pokusili experiment zopakovat. Použili však větší detektor neutronů a gama záření. Použili také propracovanější systém získávání měření (viz [X2]). Výsledky jejich experimentů ukázaly, že tok neutronů a gama záření vzrostl o 1% při vzniku bublin působením zvukových vln v porovnání se situací, kdy zvukové vlny nebyly použity. Tým ale nenalezl předpokládané zvětšení množství tritia, potvrzující termonukleární fúzi jader deuteria. Tým také nepozoroval žádnou emisi neutronů nebo gama záření, která by doprovázela světelné záblesky.

Řada dalších výzkumníků po prostudování článku v časopise Science vyslovila vážné pochybnosti o platnosti výsledků. Podle Mosse klíčovým výsledkem je maximum emise neutronů o energii 2,5 MeV. Pokud zjištěné neutrony mají být termonukleárního původu, pak jejich největší počet musí mít energií 2,5 MeV. Vznik tritia není dostatečným důkazem, protože lze obtížně určit jeho zdroj. William Moss proto odmítá závěr článku. Neobyčejná tvrzení totiž vyžadují jednoznačná data, která v článku nebyla nabídnuta. Zatím nelze termonukleární vznik neutronů během sonoluminiscence zcela vyloučit, ale získaná data tento závěr dostatečně neprokazují.

Seth Putterman z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA), který je předním experimentátorem v oboru sonoluminiscence, poukazuje na závěr autorů článku, že počet neutronů, které během sonoluminiscence vznikly, k počtu neutronů, které do oblasti byly vysílány, byl v poměru 1000 ku 1. Putterman tvrdí, že tato data mohou být důsledkem zachycení celého spektra neutronů ze zdroje a nikoliv pouze z oblasti, v níž proběhla sonoluminiscence. Dále poukazuje na fakt, že žádný jiný článek vznik neutronů během sonoluminiscence nepotvrdil. Autoři článku v časopisu Science vyzvali další výzkumníky, aby se pokusili jejich experimenty reprodukovat. Autoři dále tvrdili, že znovu analyzovali data D. Shapiry a M.J. Saltmarshe a zjistili, že tyto výsledky jsou v souladu s představou sonofúze a jsou nezávislým potvrzením jejich rozporných výsledků [X3].

Seth Putterman a William Moss jsou však přesvědčeni, že experiment Taleyarkhanova týmu neřeší otázku, zda akustické pulsy mohou vyvolat termojadernou fúzi. Putterman tvrdí, že tento experiment není průkazný. Průkopník sonoluminiscence Lawrence Crum z Washingtonské univerzity k tomu dodává, že by šlo o velmi významný výsledek, pokud by se prokázalo, že mechanický systém může vyvolat jadernou reakci. Současně však tvrdí, že je velmi skeptický, neboť výsledky Taleyarkhanova týmu se nepodařilo zopakovat. Putterman ale dodává, že tyto výsledky mohou být natolik motivující, že se touto cestou vydají další týmy.

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 579. March 5, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.


Optické zachycení degenerovaného Fermiho plynu

Fyzikům z Duke University (John Thomas, [M1]) se poprvé podařilo opticky zachytit degenerovaný Fermiho plyn. Tím otevřeli slibnou cestu pro využívání atomového plynu k výzkumu mechanismů supravodivosti. Degenerovaný Fermiho plyn, který se poprvé podařilo připravit v roce 1999, je dostatečně ochlazeným hustým plynem fermionových atomů (atomů s celkově lichým počtem částic, tj. protonů, neutronů a elektronů). Fermionové atomy vytvářejí při velmi nízkých teplotách Boseovy-Einsteinovy kondenzáty. V roce 2001 se podařilo Boseovy-Einsteinovy kondenzáty připravit v plně optické pasti. Tým z Duke University svého výsledku dosáhl počátkem roku 1999 pomocí první stabilní optické pasti elektricky neutrálních atomů, konkrétně fermionového lithia (Phys. Rev. Focus, 24, květen 1999).

Až doposud bylo nutné pro udržování degenerovaných Fermiho plynů používat také vnější magnetická pole. Výzkumníci nyní pomocí stabilního CO2 laseru vysokého výkonu vytvořili pro atomy lithia Li-6 "optickou mísu", z níž se odpařovaly nejteplejší atomy podobně jako pára z horké polévky. Tímto způsobem vědci zadrželi ochlazenou směs atomů lithia ve stavech s opačným spinem.

Tento výsledek, jehož v magnetických pastech nelze dosáhnout, je zřejmě největší předností plně optických pastí. Lze totiž zachytit libovolnou kombinaci fermionů. Pokud magnetická past zachycuje fermionové atomy s jedním stavem spinu, tak odpuzuje atomy s opačným stavem spinu. Podle výzkumníků taková rovnoměrná směs atomů opačných spinů může být ideální pro tvorbu neutrálně nabité analogie supravodivých "Cooperových párů" ve Fermiho plynech. O analogie supravodivosti v atomových plynech usiluje různými způsoby několik výzkumných týmů, včetně týmu z Duke University. Vytvoření Cooperových párů vyžaduje ještě nižší teplotu a silnější vazby mezi atomy, než se dosud podařilo dosáhnout. Úspěch výzkumníků z Duke University by mohl znamenat průlom ve studiu supravodivosti, protože by mohl umožnit lepší propracování příslušné teorie. (Granade, Gehm, O'Hara, and Thomas, Physical Review Letters, 25. března 2002)

Horké nanotrubičky

Rozžhavené nanotrubičky mohou fungovat jako malé vláknité světelné žárovky, tedy jako nanoskopické ekvivalent uhlíkových vláken ve světelných zdrojích konce 19. století. Skupina fyziků z Univerzity Clauda Bernarda v Lyonu ve Francii nechala procházet uhlíkovými nanotrubičkami elektrický proud. Při dostatečně velkém elektrickém napětí elektrony, které dosáhnou konce trubičky, odlétají směrem k anodě. Tento jev "emise pole" (field emission) by bylo možno využít v plochých obrazovkách. Výzkumníci zatím objevili řadu zajímavých a užitečných vlastností. Nanotrubičky lze považovat za nanoskopická vlákna, která emitují v tomto případě elektrony, světelné a tepelné záření. Ze spektra emitovaných elektronů výzkumníci poprvé určili teplotu konců nanotrubiček. Dále se jim podařilo změřit elektrický odpor a zjistili, že je v souladu s Ohmovým zákonem. Proto ohřívání nanotrubičky průchodem elektrického proudu odpovídá Jouleovu ohřívání. Při teplotě kolem 1500 Kelvinů nanotrubičky emitují světlo. Stephen Purcell [M2] a jeho kolegové ze skupiny profesora Vu Thiena jsou přesvědčeni, že emitované světlo je důsledkem tepelné emise a nikoliv fluorescence.

Kvůli nepatrné velikosti (jen několika nanometrů v průměru) a kvůli novému objevu řízení ohřevu se nanotrubičky stávají ideálním bodovým zdrojem tepla, světla a elektronů. (Purcell et al., Physical Review Letters, 11. března 2002.)

Nejrozsáhlejší objekt ve Sluneční soustavě

Nejrozsáhlejším objektem ve Sluneční soustavě je magnetosféra planety Jupiter. Její průměr je asi desetkrát větší než průměr Slunce. Po krátkou dobu magnetosféru planety Jupiter studovaly dvě kosmické sondy, americká sonda Galileo, která se již pohybuje v soustavě planety Jupiter, a sonda Cassini-Huygens, která letí k planetě Saturn. V lednu 2001, kdy sonda Cassini prolétávala kolem planety Jupiter, došlo k erupci na Slunci a k výronu proudu elektricky nabitých částic. Tento výron bylo tak možno studovat ze dvou navzájem vzdálených míst.

Sonda doplnila měření pozemních radioteleskopů, roentgenova teleskopu Chandra a optického Hubbleova teleskopu na oběžné dráze kolem Země. Sonda provedla měření smršťování magnetosféry a zjasnění aury na pólech Jupiteru. Dále měřila radiové záření z Jupiteru a synchrotronové záření elektronů s energiemi vyššími než 50 MeV. Konečně pozorovala jasné známky "planetárního větru" neutrálních atomů, které vznikaly z iontů vyvržených vulkanickými erupcemi na měsíci Io při interakcích s částicemi slunečního větru. Tyto energetické neutrální atomy byly předpovězeny již dříve, ale poprvé se je podařilo měřením prokázat. (Nature, 28. února 2002, sedm souvisejících článků)

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 580. March 13, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.


Molekulární Boseův-Einsteinův kondenzát

Carl Wieman a jeho kolegové z Coloradské univerzity poprvé pozorovali molekulární Boseův-Einsteinův kondenzát (BEC). Wieman na zasedání Americké fyzikální společnosti v Indianapolis v březnu 2002 oznámil pozorování kvantové superpozice dvouatomové molekuly a její rozpad na atomy v atomové pasti. V experimentech s BEC se používají zejména atomy rubidia Rb-87. Wieman studuje BEC atomů rubidia Rb-85, které lze sice obtížněji kondenzovat, ale mají takovou strukturu rozložení kvantových úrovní energie (úrovně hyperjemné struktury), že působením vnějšího magnetického pole lze změnit silové interakce mezi atomy v pasti a dokonce je lze převést do společného kvantového stavu, který charakterizuje Boseovy-Einsteinovy kondenzáty. Pokud se intenzita magnetického pole blíží bodu, kdy se meziatomové síly mění z přitažlivých na odpudivé, dochází k "Feshbachově resonanci" a některé atomy začnou vytvářet molekuly. Atomy a molekuly jsou alespoň lokálně koherentní (sdílejí společný kvantový stav) a tento stav zůstává zachován i poté, co se atomy od sebe vzdálí. Ve zmíněném experimentu výzkumníci také poprvé pozorovali, jak kondenzát implodoval a pak se znovu začal rozpínat jako supernova a dokonce vyslal výtrysky částic, které opustily zbytek. Fyzikové tento jev, označovaný jako "bosenova", zatím nejsou schopni vysvětlit.

Wolfgang Ketterle z MIT, podobně jako Wiemann nositel Nobelovy ceny za fyziku v roce 2001 za objevy týkající se BEC, na zasedání Americké fyzikální společnosti oznámil objevy ve třech oblastech.

Ketterle použil Boseův Einsteinův kondenzát atomů sodíku Na-23 pro ochlazení plynu atomů lithia Li-6. Atomy lithia Li-6 jsou fermiony (mají poločíselný spin). Pauliho vylučovací princip zakazuje, aby tyto atomy přešly do společného kvantového stavu, do něhož mohou přejít bosonové atomy sodíku Na-23. Při dostatečném ochlazení mohou atomy lithia zaujmout nejnižší možné kvantové stavy energie. Výzkumníci z MIT tímto způsobem poprvé vytvořili "degenerované" Fermiho moře společně s velkým BEC. Výzkumníky zajímá, jak se bude tento Fermiho plyn chovat při teplotách několika nanoKelvinů a zda atomy mohou vzájemnými interakcemi vytvořit Cooperovy páry a tím vytvořit supratekutý stav.

Ketterle dále oznámil šíření kondenzátu BEC v magnetickém vlnovodu. Výzkumníci vytvořili běžným způsobem v magnetické pasti velký BEC se dvěma milióny atomů a pak je umístili do mikropasti na tištěném obvodu. Pohyb BEC po čipu byl částečně rovnoměrný a částečně nepravidelný, zejména v okamžiku, kdy BEC ve tvaru tyčinky procházel děličem ve tvaru písmene Y. Takový dělič se používá při interferometrii atomových vln. V místě dělení se kondenzát kroutil jako had. Těsně nad povrchem čipu se kondenzace BEC narušila a vzniklo několik rozpojených segmentů. Výzkumníci se shodují, že v budoucích atomových čipech bude nutné zmenšit drsnost jejich povrchu.

Výzkumníci dále studovali dvojice korelovaných atomů. Atomy v kondenzátu se nacházejí ve společném kvantovém stavu, ale jinak nejsou vzájemně vázány. Výzkumníci vytvořili dvě kapky BEC (označme je jako 1 a 2) společně s malým kondenzátem 3. Pružná srážka těchto kapek vytvořila kapku 4 procesem "mísení čtyř vln". Atomy v kapkách 1 a 2 pomohly zvětšit kapku 3. S každým atomem přidaným do kapky 3 byl přidán atom do kapky 4. Takto vznikly dva páry korelovaných atomových paprsků. Budoucí experimenty by měly tuto korelaci prověřit detekcí atomů v těchto dvou kondenzátech, které se pohybují opačnými směry. Zatím však je obtížné detekovat jednotlivé neutrální atomy.

Detekce jednotlivých atomů se daří v BEC atomů hélia, pokud se tyto atomy záměrně uvedou do excitovaného stavu, aby je bylo možno zadržet a ochladit. Tyto atomy lze snadno ionizovat a díky tomu také detekovat. Chris Westbrook, člen týmu Alaina Aspecta v Orsay ve Francii, shrnul dosavadní výzkum BEC atomů hélia a popsal metody vytváření molekul hélia v BEC. Uvedl, že se snad podaří vytvořit atomově vlnový ekvivalent procesu, při němž jsou ultrafialové fotony ve zvláštním krystalu přeměněny na dvojice kvantově vázaných fotonů s nízkou energií, kdy jeden z fotonů má horizontální a druhý vertikální polarizaci. Paprsek atomů by mohl analogicky vytvořit paprsek korelovaných dvojic atomů.

Jakob Reichel z Ústavu Maxe Plancka a Univerzity v Mnichově, který je členem výzkumné skupiny Teda Hansche, oznámil dosažení detekce jednotlivých atomů v kondenzátech atomů rubidia. Vyslovil naději, že jednotlivé atomy v resonančních dutinách bude možno využít ke kvantovému počítání.
 

Děrami dopovaný kovový supravodič

V roce 2001 se podařilo dosáhnout pro plně kovovou slitinu přechodové supravodivé teploty 40 Kelvinů [X1]. Nyní výzkumníci mají o použité slitině MgB_2 již více informací. Doufají, že podobná slitina LiBC by mohla dosahovat přechodové teploty až 100 Kelvinů, což je dvakrát více než u slitiny MgB_2. Warren Pickett z Kalifornské university v Davisu [M1] tvrdí, že interakce, které tvoří základ supravodivosti (párování elektronů při interakcích elektronů s fonony v mřížce materiálu) mohou být ve slitině LiBC až dvakrát silnější než ve slitině MgB, pokud do vzorku jsou vneseny díry (díry v mřížce slitiny po chybějících elektronech).

K tomuto jevu dochází běžně v transistorech, kde hradlová elektroda tlačí díry do mezery mezi emitorem a kolektorem a tím zvětšuje vodivost v této oblasti. V roce 2001 se výzkumníkům podařilo tímto jevem zvýšit supravodivou přechodovou teplotu v krystalu molekul C-60 až na teplotu 117 Kelvinů [X2]. (Rosner et al., Physical Review Letters, 25 March 2002)

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 581. March 22, 2002 by Phillip F. Schewe, Ben Stein and James Riordon.

poslední úprava: 26.03.2002