Znajdź zawartość

W 50 lat po powstaniu lasera naukowcom z Yale University udało się zbudować pierwszy w historii antylaser. To urządzenie, w którym dochodzi do interferencji pomiędzy dwiema wiązkami światła w taki sposób, że idealnie się znoszą. Odkrycie przeciera drogę do powstania olbrzymiej liczby nowych technologii i postępu w wielu dziedzinach od optoelektroniki po radiologię. Już niemal przed rokiem fizyk z Yale A. Douglas Stone wraz z zespołem opublikowali teorię dotyczącą budowy antylasera, dowodząc, że można go stworzyć na bazie krzemu. Jednak dopiero teraz, po połączeniu sił z grupą pracującą pod kierunkiem Hui Cao udało się zbudować postulowany antylaser. Urządzenie nazwano doskonałym pochłaniaczem koherencyjnym (coherent perfect absorber - CPA). Naukowcy skupili we wnęce zawierającej plaster krzemu dwie wiązki laserowe o konkretnej częstotliwości. Krzem zadziałał jak "medium utraty", idealnie zestrajając wiązki tak, że zostały uwięzione we wnęce i odbijały się w niej tak długo, aż zostały zaabsorbowane i zamienione w ciepło. Stone uważa, że CPA będzie można w przyszłości wykorzystywać w roli optycznych przełączników, detektorów i innych komponentów komputerów optycznych. Uczony uważa również, że jego wynalazek trafi do radiologii, gdyż możliwe będzie dostrojenie go do konkretnej emisji elektromagnetycznej z wybranych regionów ciała i obrazowanie tkanek, które obecnie są niewidoczne. Teoretycznie CPA jest w stanie zaabsorbować 99,999% światła. Obecnie urządzenie absorbuje 99,4%, jednak jest to spowodowane ograniczeniami laboratoryjnymi i faktem, iż zbudowano na razie prototypowe urządzenie. Pierwsze CPA ma długość 1 centymetra, ale symulacje komputerowe dowodzą, iż możliwe jest zbudowanie antylasera o wielkości zaledwie 6 mikrometrów.

W tym roku mija pół wieku od skonstruowania pierwszego działającego lasera, przypomnijmy, że był to laser rubinowy, zbudowany przez Theodore'a Maimana. Zespół inżynierów z Uniwersytetu w Yale uczcił rocznicę w zaskakujący sposób: opublikował pomysł zbudowania... antylasera. Gdyby nie renoma placówki, można by pomyśleć, że to żart. Ale to całkiem poważna koncepcja. Jak mniej więcej każdy się orientuje, laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania) to urządzenie emitujące monochromatyczną (jednobarwną) i spójną (nierozproszoną) wiązkę światła. Koncepcja jego odwrotności, czyli antylasera, to urządzenie pochłaniające wiązkę światła o określonej długości fali (barwie). Pochłanianie wybranej długości światła pozwoliłoby na uzyskanie wąskiej „czarnej dziury" w spektrum światła, jak tłumaczy A. Douglas Stone, członek zespołu. Autorzy nazywają swój - na razie teoretyczny - wynalazek „spójnym absorberem doskonałym" (coherent perfect absorber) lub „laserem wstecznego czasu" (time-reversed laser). Jak mówi Marin Soljačić z MIT, znany ze słynnego opracowania sposobu na bezprzewodowe przekazywanie energii elektrycznej: zaskakujące, że przez pięć dekad nikt nie wpadł na taki prosty pomysł. Laser na dobre zawojował świat, znajdując tak wiele zastosowań, że trudno byłoby znaleźć dom, czy zakład pracy, gdzie nie znajdowałoby się kilka laserów. Antylaser nie ma może takiego potencjału, ale z pewnością znajdzie zastosowanie w kilku dziedzinach techniki, jak przełączniki optyczne w komputerach, dzięki możliwości natychmiastowej zmiany stanu z pochłaniającego światło na nieaktywny. Oczywiście, najpierw musi zostać skonstruowany i zbudowany naprawdę, dotychczas pozostaje jedynie pomysłem na papierze. Ale przecież również laser był początkowo jedynie śmiałym pomysłem Gordona Goulda i potrzeba było kilku lat, żeby stał się rzeczywistością. Zastosowania już czekają - teoretyczne studium naukowców z Yale wymienia kilka z nich w artykule w Physical Review Letters.