Europa turi ilgą ir turtingą šviesos galios panaudojimo istoriją. Šiais laikais itin daug jos naudojama vystant fotonikos technologijas. O Europa turi kuo didžiuotis, rašo euractiv.com.

Europa pasaulinėje fotonikos rinkoje užima antrąją vietą, ir nusileidžia tik milžinei Kinijai. Remiantis specialistų prognozėmis, sektorius gali pasiekti bendrą 8,6% metinį augimo tempą dar iki 2022 m.

Nuo senovės graikų iki Newtono

Nors šiais laikais fotonika naudojama vystant kvantines technologijas, daiktų interneto įtaisus, nešiojamuosius įrenginius, autonominius automobilius ir medicinos įrangą – Europos bandymai pažaboti šviesą siekia tūkstantmečius.

Tam, kad būtų sudarytos galimybės šių laikų fotonikos mokslui ir technologijoms, mūsų protėviai pirmiausia turėjo išsiaiškinti, kas yra šviesa. Šiuo keliu žengė senovės graikai, pirmieji pabandę moksliškai ją išnarplioti. Viena ankstyvųjų šviesos teorijų aprašyta matematiko Euklido traktate, kurio ankstyviausias išlikęs rankraštis datuojamas X a.

Euklidas postulavo apie geometrines šviesos savybes ir taip konceptualizavo atspindžio dėsnį. Euklidas kartu su graikų matematiku Ptolemėjumi rėmė vadinamąją emisijos teoriją, kuri teigė, kad daiktus matome, nes mūsų akys skleidžia šviesos spindulius. Įkvėptas Euklido ir Ptolemėjaus darbų, arabų matematikas Ibn al-Haytham iškėlė hipotezę, kad ne akys, o objektai spinduliuoja šviesą.

Kitas svarbus lūžis fotonikos vystymuisi Europoje įvyko dėl Issaco Newtono tyrinėjimų XVII a. Jis, remdamasis prizmės eksperimentu, padarė išvadą, kad „šviesa yra įvairių spalvų, turinčių skirtingą refrakciją (arba – lūžį), mišinys“. Ji sudarė pagrindą jo šviesos dalelių teorijai, išdėstytai 1704 m. darbe „Opticks“.

Vienas pagrindinių Newtono teorijos priešininkų buvo olandų matematikas Christiaanas Huygensas, kuris, įkvėptas Rene Descarteso 1637 m. traktato „Dioptrics“, teorizavo, kad šviesa visgi yra bangos.

Plancko ir Einsteino perversmas

Tačiau galiausiai Maxas Planckas ir Albertas Einsteinas padarė didžiausią mokslo šuolį fotonikos tyrimuose, ir atskleidė tikrąją šviesos prigimtį.

M. Plancko indėlis į kvantinės fizikos pasaulį buvo labai svarbus. 1900 m. M. Planckui pavyko rasti ryšį tarp energijos, kurią fotonas gali pernešti, ir bangos, kuria jis sklinda, dažnio – tai yra dabar garsiosios Plancko konstantos teorijos pagrindas.

1905 m. A. Einsteinas paneigė visuotinai priimtą teiginį, kad šviesos spindulys yra banga, sklindanti per kosmosą, tvirtindamas, kad tai yra fotonų junginys, ir kiekvienas jų turi energijos. A. Einsteinas įrodė, kad šviesa nėra tik banga arba tik dalelė – o ir tai, ir tai.

A. Einsteinas išsprendė amžių senumo teoriją apie materialias šviesos savybes. Už tai 1921 m. buvo apdovanotas Nobelio fizikos premija.

A. Einsteinas yra šiuolaikinių fotonikos technologijų tėvas. Be jo atradimų, daugelis Europos optikos pramonėje naudojamų technologijų greičiausiai niekada nebūtų atsiradę.

Revoliucinis potencialas

Lazeriai naudojami visur – nuo kompiuterių ekranų, medicinos įrangos, išmaniųjų telefonų fotoaparatų iki šviesolaidinio interneto. Europos Komisija fotoniką pripažino viena pagrindinių XXI amžiaus technologijų. 

Atsižvelgiant į tai, 2018 m. Europos investicijų bankas ataskaitoje pripažino, kad fotonika praturtina ir išplėčia kitų naujos kartos technologijų galimybes, kurios be Europos mokslinių tyrimų istorijos niekada, nebūtų buvusios įmanomos.

„Technologijoms, kaip dirbtinis intelektas, dideli duomenys, robotika, daiktų internetas (IoT) ir autonominiai automobiliai, reikės greitesnio, patikimesnio, efektyvesnio energijos vartojimo ir galingesnių fotonikos ir puslaidininkių komponentų, – rašoma ataskaitoje, – Europos sėkmė šioje naujovių bangoje galiausiai priklausys nuo fotonikos ir puslaidininkių komponentų“.

Kai kurie Europos lyderiai fotoniką taip pat regi kaip sritį, kurioje gali būti siekiama platesnių Europos Sąjungos politinių tikslų. Anot jų, Europa privalo daugiau dėmesio skirti sričiai, nuo kurios priklauso tiek daug kitų technologijų vystymas. 

Europos fotonikos pramonės (EPIC) generalinis direktorius Carlos Lee neseniai sakė, kad fotonika turėtų būti vadinama „Europos sėkmės istorija“.

Žvelgiant į skaičius – sunku nesutikti. EPIC paskelbti vertinimai rodo, kad fotonikos sektoriuje dirba apie 5000 bendrovių, kurios sukūrė daugiau nei 300 000 kvalifikuotų darbo vietų, o jų metinė apyvarta siekia 60 milijardų eurų.