11.08.2020
PL EN
17.10.2013 aktualizacja 17.10.2013

Operacja piorun kulisty, czyli badania Polaków nad "kłębkami światła"

Pole elektromagnetyczne fali świetlnej może mieć postać kłębka zaplecionych linii pola elektrycznego i magnetycznego. Tajniki takich "kłębków światła" zgłębił międzynarodowy zespół, w skład którego wszedł polski badacz.

Praca \"Wiązanie węzłów w polach światła\" („Tying Knots in Light Fields”) ukazała się w ostatnim numerze cenionego pisma \"Physical Review Letters\". Jej autorami są badacze z Uniwersytetu Chicago (USA), Instytutu Matematycznego w Madrycie (Hiszpania), oraz prof. Iwo Białynicki-Birula z Centrum Fizyki Teoretycznej PAN w Warszawie. Badacze opisali pola elektromagnetyczne o nadzwyczajnych własnościach - mają one postać zaplecionych węzełków. Mogą one mieć np. kształt trójlistnej koniczynki czy kwiatka z pięcioma płatkami. \"Nikt wcześniej nie opisał tego tak systematycznie i tak szczegółowo jak my\" - skomentował w rozmowie z PAP prof. Białynicki-Birula.

\"To są badania teoretyczne, ale mamy nadzieję, że takie węzły pola elektromagnetycznego istnieją w przyrodzie. Trzeba je tylko odpowiednio spreparować\" - wyjaśnił prof. Białynicki-Birula. Przyznał, że na razie nie udało się jeszcze przeprowadzić szczegółowych badań doświadczalnych, w których występowałyby takie \"kłębki światła\". \"Według jednej z fantastycznych teorii takim +kłębkiem światła+ mógłby być... piorun kulisty. Byłby on stabilnym obiektem złożonym m.in. z pola elektromagnetycznego\" - mówi badacz z CFT PAN.

Wyjaśnia, że pole elektromagnetyczne ma dwie składowe: pole elektryczne i magnetyczne. W każdym punkcie to pole ma jakiś kierunek i wartość. Zwykle linie pola elektromagnetycznego są liniami prostymi, a czasem są koliste. Jednak nie zawsze. W przypadku układów opisanych przez badaczy, linie te mają kształty m.in. trójlistnej koniczynki czy kwiatka z pięcioma płatkami. \"Jeśli podążamy za linią pola, okazuje się, że tworzą one węzeł\" - mówi profesor. Dodaje, że jeśli linie sił pola elektrycznego i magnetycznego są zaplecione, to fala różni się od zwykłej fali, ponieważ \"linii pola elektrycznego i magnetycznego nie można rozplątać bez ich rozerwania, co może wskazywać na wyjątkową stabilność takiego kłębka światła\" - podkreśla fizyk.

Badania mogą znaleźć zastosowanie np. przy tworzeniu pułapek dla atomów. \"Aby badać atomy lub wykorzystać ich własności, np. w komputerach kwantowych, trzeba je utrzymać w jednym miejscu\" - wyjaśnia prof. Iwo Białynicki-Birula. Węzły w polu elektromagnetycznym są jednym z pomysłów na pułapkowanie.

W komentarzu redakcji \"Physical Review Letters\" napisano, że dzięki węzłom pola elektromagnetycznego być może udałoby się uwięzić nie tylko atomy, ale też plazmę, a to jest problemem ważnym i bardzo trudnym do rozwiązania.

\"Uwięzienie plazmy odgrywa podstawową rolę w badaniach, które mają doprowadzić do wykorzystania energii jądrowej w taki sposób, jak to się dzieje na Słońcu\" - wyjaśnia rozmówca PAP. Wyjaśnia, że na razie energię jądrową uzyskujemy z rozpadu pierwiastków ciężkich. Tymczasem na Słońcu energia wydziela się podczas syntezy, czyli tworzenia nowych jąder - jąder helu z jąder wodoru. \"Gdyby udało się wyprodukować takie źródła energii, byłyby one nie tylko wydajne, ale i czyste\" - podkreśla fizyk.

PAP - Nauka w Polsce

lt/ agt/

Copyright © Fundacja PAP 2020