Teplo se obvykle nechová tak, jak by si inženýři přáli. Materiál, který dobře pohlcuje záření z určitého směru a při určité vlnové délce, ho zpravidla podobným způsobem také vyzařuje. Tento vztah se označuje jako reciprocita a v praxi omezuje možnosti, jak tepelnou energii nezávisle pohlcovat, vyzařovat nebo směrovat.

Právě tuto vazbu se pokusil obejít mezinárodní tým vedený profesorem Koichim Okamotem a doktorem Shunsukem Muraiem z Graduate School of Engineering na Osaka Metropolitan University. Ve studii publikované 25. června 2026 v časopise Laser & Photonics Reviews popsali zařízení, které má tepelnému záření dát vlastnosti blízké programovatelnému prvku.

Nejde o běžný izolant ani o novou pastu na chlazení procesorů. Výzkum míří do oblasti, kde se pracuje s tepelným zářením, infračerveným světlem a fotonickými strukturami. Autoři studie Ye Ming Qing, Yi Shen, Jun Wu, Shunsuke Murai, Zhaogang Dong a Koichi Okamoto popsali systém s názvem Reconfigurable Giant Nonreciprocity at Near-Normal Incidence via Phase-Change Magneto-Optical Metagratings.

Teplo, které lze přepnout a uložit

Základem návrhu je spojení magnetooptického materiálu a materiálu se změnou fáze označovaného jako GST. Zkratka GST označuje sloučeninu germania, antimonu a telluru, která je známá tím, že může přecházet mezi různými strukturálními stavy. Podobný princip se využívá také u některých paměťových technologií, protože změněný stav může zůstat zachován i po odpojení napájení.

V tomto případě vědci využili GST spolu s magnetooptickou vrstvou tak, aby zařízení dokázalo měnit směr a vlastnosti tepelného záření. Důležité je, že efekt lze podle popisu studie zapínat, vypínat a uchovat. Materiál si tedy může pamatovat zvolený stav podobně, jako si paměťový prvek uchová uloženou informaci.

Shunsuke Murai k tomu uvedl, že se týmu podařilo přimět tepelné záření, aby se chovalo „chytřeji“. Podle něj by funkční model podobného zařízení mohl otevřít cestu k účinnějším infračerveným zářičům, tepelným zařízením, senzorům a fotonickým pamětem.

Podstatné je také to, že nové řešení má fungovat i při téměř kolmém dopadu světla. Starší návrhy podobných nerecipročních systémů často vyžadovaly velmi šikmé úhly dopadu, při kterých klesala účinnost pohlcování i vyzařování. Tým z Osaky uvádí, že jejich metastruktura vykazuje výrazně rozdílnou odezvu podle směru i při úhlu blízkém normále, tedy prakticky při dopadu téměř zpříma.