Hlavní obsah

Na ČVUT našli způsob, jak až stokrát zlepšit přesnost měření vzdáleností ve vesmíru

3:16
3:16

Poslechněte si tento článek

Tým z laboratoře CAPADS na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské (FJFI) ČVUT v Praze si na své konto připsal průlomové měření v oblasti intenzitní optické interferometrie, která je zásadní pro přesné měření směrů a vzdáleností ve vesmíru. Zlepšení by podle nich mohlo výrazně přispět k hlubšímu pochopení kosmických struktur a jevů.

Foto: FJFI ČVUT

Spektrometr v laboratoři CAPADS

Článek

Výzkum se zaměřil na tzv. Hanbury Brown–Twiss (HBT) efekt, který je klíčový pro intenzitní interferometrii a kvantovou optiku. Dosud bylo možné tento efekt pozorovat pouze na jedné frekvenci, což značně omezovalo jeho aplikace.

  • Interferometr je obecně přístroj pro velmi přesná měření, jehož princip je založen na interferenci světla. Interferometry se používají k měření délek, k určení indexů lomu u plynů a kapalin či k určení jemné struktury spektrálních čar.

Autoři nyní představili nový spektrometr schopný současně detekovat HBT efekt na více frekvencích. Úspěšně pozorovali tento jev na pěti různých spektrálních frekvencích neonu.

„Úspěšné pozorování HBT efektu současně na pěti frekvencích představuje zásadní pokrok,“ konstatoval Sergei Kulkov, jeden z hlavních autorů výzkumu z laboratoře CAPADS na katedře fyziky na FJFI. „Naše kvantově asistované techniky by mohly výrazně zvýšit přesnost měření a otevřít průlomové aplikace v astrofyzice a kosmologii,“ vzkázal.

Intenzitní interferometrie v současnosti dosahuje rozlišení v řádu miliobloukových vteřin, zatímco kvantově asistované metody by mohly potenciálně zlepšit rozlišení až na 10–100 mikroobloukových vteřin u jasných hvězd.

Extrémně vysoká přesnost

To by výrazně zlepšilo například měření míry vzdálenosti a zpřesnilo tzv. kosmologický žebřík vzdáleností, a tím i určení Hubbleovy konstanty udávající rychlost rozpínání vesmíru.

„Naše nedávná měření představují významný první krok k realizaci kvantově asistované interferometrie,“ doplnil vedoucí vědeckého výzkumu a vývoje ve skupině CAPADS Peter Švihra.

„Tato metoda spočívá v detekci párů fotonů pocházejících z různých zdrojů, což vyžaduje extrémně vysokou časovou a spektrální přesnost – řádově několik pikosekund a pikometrů,“ zmínil dále Švihra.

Tým na výzkumu spolupracoval s prestižními institucemi, jako jsou Brookhaven National Laboratory v USA a univerzita EPFL ve Švýcarsku. Tento výzkum již získal širší vědecké uznání a na jeho základě obdržel Švihra finance od Grantové Agentury ČR v rámci projektu Junior Star.

Foto: Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská

Úspěchu týmu z ČVUT si všimlo i vydavatelství APL Photonics.

Úspěchů si také všimli editoři prestižního vydavatelství APL Photonics, kteří článek Multifrequency-resolved Hanbury Brown–Twiss effect označili jako výběr redakce.

Výběr článků

Načítám