Fyzici z VUT publikovali v Science. S kolegy ze Stanfordu zkrotili terahertzové vlny

Významný krok v oblasti nanofotoniky se podařil vědcům ze Stanfordovy univerzity. Našli způsob, jak zvýšit intenzitu terahertzového elektromagnetického vlnění a zároveň ukázali další způsob, jak lze tyto vlny ovládat. Svůj objev publikovali v prestižním časopise Science. Mezi autory jsou i dva vědci z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně, kteří k výzkumu dodali potřebný teoretický model a výpočty. Terahertzové vlnění může být v budoucnu zajímavé například pro vývoj komunikačních technologií.

Nanofotonika je obor, který se věnuje zkoumání, jak světlo interaguje s nanostrukturami, jejichž rozměry jsou na úrovni desítek až stovek nanometrů. „Teorie elektromagnetického pole byla dokončena v druhé polovině 19. století, kdy byla představa o libovolně malé dávce energie, kterou může látka pohltit či vydat. Pro oblast zkoumání elektromagnetického pole ve viditelné oblasti spektra se vžil název optika. Od začátku 20. století už víme, že energie pole se může přenést pouze v násobcích velmi malé „dávky“ zvané foton. Představme si je jako takové balíčky energie, které můžeme předávat nebo dostávat z hmoty. Na této úrovni samozřejmě hrají roli i další kvantové jevy. V druhé polovině 20. století se postupně výzkum zaměřoval na čím dál menší oblasti, proto dnes této vědě říkáme nanofotonika,“ vysvětluje fyzikální inženýr z VUT Radek Kalousek.

Jedno ze zajímavých témat nanofotoniky je narušit pomocí elektromagnetického pole „klid“ elektronů v kovech, v tomto případě šlo o zlaté nanostruktury obklopené oxidem titanu. Experimentální část publikovaného výzkumu je prací vědců ze Stanfordovy univerzity. Radek Kalousek a jeho kolega Martin Hrtoň byli na této prestižní americké škole před dvěma lety na stáži v týmu profesora Marka Brongersmy. „Byla to úžasná zkušenost. Kolegové se nám hodně věnovali, panuje tam velmi otevřená atmosféra,“ chválí si Kalousek.

Brzy se ukázalo, že zaměření hostujících vědců z VUT se velmi hodí: zatímco stanfordský tým je špičkou v oblasti experimentů, kolegové z Brna mohli přispět jako teoretičtí fyzikové svým know-how. „Náš podíl byl v oblasti teorie a modelování. Přemýšleli jsme, jak se elektrony chovají, jakým způsobem absorbují energii ze světla a co se s nimi děje dále,“ popisuje Kalousek. Právě díky tomuto pobytu jsou dnes brněnští fyzici součástí úspěchu, který otiskl prestižní časopis Science.

Více se dočtete na stránkách FSI.