Nositel Nobelovy ceny za fyziku 2005 přednášel v Praze

V rámci společného projektu společnosti Honeywell a ČVUT „Honeywell Nobel Initiative“ přednesl 31. března v Praze na Fakultě elektrotechnické ČVUT přednášku prof. Theodor W. Hänsch, nositel Nobelovy ceny za fyziku za rok 2005. Následující den pak proběhl seminář s pracovním názvem „Ke kvantové laboratoři na čipu“ (Towards a Quantum Laboratory on a Chip) a beseda se studenty a pedagogy. Přednáškový cyklus nositelů Nobelovy ceny - Honeywell-Nobel Laureate Lecture Series - je programem společnosti Honeywell určený pro studenty z celého světa. Program přináší mladým a nadějným vědcům mimořádnou příležitost k osobnímu setkání s nejlepšími světovými představiteli z oboru fyziky a chemie. V České republice zahájila společnost Honeywell tuto svoji iniciativu v říjnu 2006 návštěvou nositele Nobelovy ceny za rok 1998 dr. Horsta L. Störmera na ČVUT. Program tedy nyní vstupuje do svého čtvrtého ročníku. Profesor Hänsch získal rovným dílem jedné čtvrtiny toto nejvyšší vědecké ocenění společně s Johnem L. Hallem za „přispění k rozvoji přesné laserové spektroskopie, včetně techniky optického frekvenčního hřebenu“, což lze přiblížit jako určení barvy světla atomů a molekul s extrémní přesností. (Druhou polovinu NC získal Roy J. Glaubner za „příspěvek ke kvantové teorii optické koherence“.) Podobně jako rádiové vlny je i světlo formou elektromagnetického záření. To popsal Maxwell již v 50. letech 18. století. Jeho teorie našla uplatnění v moderních komunikačních technologiích založených na vysílačích a přijímačích: mobilní telefony, televize, rádio. Jestliže přijímač či detektor registruje světlo, potom musí být schopen absorbovat zářivou energii a předávat signál. Tato energie se vyskytuje ve formě balíků, které se nazývají kvanta, a byl to Einstein, kdo již před sto lety dovedl ukázat, že absorpce kvanta světla (fotonu) vede k uvolnění fotoelektronu. Právě tyto sekundární fotoelektrony jsou registrovány danými zařízeními, dojde-li k absorpci fotonů. Světlo tedy vykazuje dvojí podstatu - může být považováno jak za vlnění, tak i za proud částic. Roy Glaubner položil základy kvantové optiky, ve které se kvantová teorie prolíná s optikou. Dokázal vysvětlit základní rozdíly mezi horkými zdroji světla, jakými jsou žárovky (směsice frekvencí a fází) a lasery, které jsou zdroji zcela určité frekvence a fáze. Významné příspěvky Johna Halla a Theodora Hänsche umožnily měřit frekvence s přesností na patnáct desetinných míst. Nyní tedy lze konstruovat lasery s extrémní ostrou barevností a díky technice přesného měření frekvencí mohou být vyrobeny pro záření všech barev. Tato technika umožňuje například studium stability přírodních konstant v čase, vyvinout přesné hodiny a vylepšit technologii GPS. Vášeň pro přesnost „Passion for Precision“ – tak se jmenovala přednáška prof. Hänsche v Praze a stejně i jeho nobelovské vystoupení přednesené ve Stockholmu v prosinci 2005. „Hravost, zvědavost a vášeň pro přesnost mě provázely po více než čtyři desítky let výzkumů s laserovým světlem“ – řekl na úvod. „Prolínání se základního výzkumu ve fyzice s pokročilými laserovými a fotonickými technologiemi inspirovalo několik vynálezů a objevů od prakticky využitelných laserů k laserové spektroskopii bez Dopplerova posuvu až k laserovému chlazení atomových plynů. Náš současný výzkum se soustředí na laserové frekvenční hřebeny, které mohou počítat vlny světla s extrémní přesností. Jejich aplikace sahají od attosekundové (10-18 s) vědy a ultrapřesné laserové spektroskopie ve vzdálené ultrafialové oblasti k přesným optickým atomovým hodinám, novým metodám molekulární spektroskopie a přesné astronomie, která umožní další hledání planet podobných Zemi ve vzdálených hvězdných soustavách a umožní pozorovat pokračující expanzi vesmíru.“ Kvan tová laboratoř na čipu Mikrofabrikovaný atomový čip otevírá dveře do kvantového světa. Magnetické pasti, vlnovody a další prvky pro manipulaci ultrachladných atomů lze sestavit tak, aby vytvořily kvantovou laboratoř na čipu. Tímto způsobem byla vyrobena zařízení, jako jsou miniaturizované atomické lasery, atomové interferometry a atomové hodiny. Atomové čipy nabízejí netušené možnosti pro zkoumání mnohačásticových kvantových systémů. Na semináři v Praze byly představeny nejnovější experimenty, které se uskutečňují v Mnichově, včetně selektivní manipulace s atomy podle stavu pomocí mikrovlnného blízkého pole a dále poslední vývoj směrem k propojování Boseova-Einsteinova kondenzátu s nanomechanickými přístroji. Profesor Theodor W. Hänsch je ředitelem Institutu Maxe Plancka pro kvantovou optiku v Garchingu a profesorem fyziky na univerzitě Ludwiga Maxmiliana v Mnichově v Německu, oceněným nadací Carla Friedricha von Siemense. Narodil se v německém Heidelbergu, kde v roce 1969 získal doktorát v oboru laserové fyziky. V roce 1970 začal na Stanfordově univerzitě spolupracovat jako postdoktorant s Arthurem L. Schawlowem, spoluobjevitelem laseru. O dva roky později přijal trvalé místo na katedře fyziky Stanfordovy univerzity, kde jako profesor působil od roku 1975 až do návratu do rodného Německa v roce 1986. Andrea Cejnarová