Od sarajevskih proračuna do berlinskog eksperimenta

Šta su naučnici potvrdili o teoriji Dejana Miloševića i zašto je taj rezultat važan za fiziku, Bosnu i Hercegovinu i Univerzitet u Sarajevu

Kako napraviti svjetlost kojom možemo istraživati zbivanja unutar atoma i pritom kontrolisati kako se njeno električno polje okreće? Tom pitanju profesor Dejan Milošević posvetio je dio svoje naučne karijere. Eksperiment u Berlinu pružio je novu potvrdu njegovih teorijskih predviđanja i pokazao kako se osobine takvog zračenja mogu precizno podešavati.

Rezultate su istraživači Max Born instituta N. Zhavoronkov i U. Bengs, zajedno s Miloševićem, objavili 11. maja 2026. godine u časopisu Physical Review Research. U središtu rada je kontrola ekstremnog ultraljubičastog zračenja, poznatog kao XUV. Milošević je učestvovao kao koautor, dajući teorijsko objašnjenje eksperimentalnih rezultata. journals.aps.org

Da bismo razumjeli zašto je to značajno, potrebno je krenuti od jednostavnog pitanja: šta se dogodi kada veoma snažna laserska svjetlost djeluje na atom?

Kako od laserske svjetlosti nastaje zračenje veće energije

Snažno lasersko polje može osloboditi elektron iz atoma, ubrzati ga i zatim vratiti matičnom ionu. Kada se elektron ponovo veže, oslobađa energiju u obliku fotona, odnosno čestice svjetlosti.

Tako nastaje zračenje čija frekvencija može biti višestruko veća od frekvencije početnog lasera. Taj proces fizičari nazivaju generiranjem viših harmonika. Slično kao što muzički ton može imati više prateće tonove, laserska svjetlost u interakciji s atomima može proizvesti svoje više frekvencije. fizika.pmf.unsa.ba

Za određena istraživanja, međutim, nije dovoljno proizvesti svjetlost odgovarajuće energije. Potrebno je kontrolisati i njenu polarizaciju, odnosno način na koji se mijenja smjer električnog polja.

Kod linearno polarizirane svjetlosti električno polje oscilira duž jednog pravca. Kod cirkularno polarizirane svjetlosti njegov vrh opisuje krug, poput kazaljke sata. Ta rotacija može imati jedan ili suprotan smjer.

Šta je Milošević predvidio

Milošević je s Wilhelmom Beckerom i Richardom Kopoldom još 2000. godine detaljno razradio način generiranja cirkularno polariziranih viših harmonika pomoću dva laserska polja različitih frekvencija, koja rotiraju u suprotnim smjerovima. Takva kombinacija naziva se bicirkularnim poljem. Phys. Rev. A

Izazov je u putanji elektrona. Jedno cirkularno polarizirano polje uglavnom otežava njegov povratak matičnom ionu. Odgovarajuća kombinacija dva polja omogućava putanje koje pogoduju povratku elektrona i emisiji zračenja. Teorijski proračuni objašnjavaju kako izbor laserskih polja utiče na efikasnost tog procesa i polarizaciju emitovane svjetlosti. Phys. Rev. A

U samostalnom radu iz 2015. godine Milošević je proširio teorijski opis na atome s više elektrona. Pokazao je i objasnio zašto harmonici s jednim smjerom cirkularne polarizacije mogu biti jači od harmonika sa suprotnim smjerom. To je otvorilo mogućnost da se dobije zračenje s izraženijom željenom polarizacijom. Phys. Rev. A

Jednostavnije rečeno, njegovi proračuni povezali su osobine atoma i postavku lasera s odgovorom na dva praktična pitanja: koje će se frekvencije svjetlosti emitovati i koji će smjer rotacije njenog električnog polja prevladavati?

Šta je sada potvrđeno u Berlinu

U eksperimentu objavljenom 2026. istraživači su kombinovali laserska polja talasnih dužina 1.200 i 400 nanometara, odnosno frekvencija u omjeru jedan prema tri.

Podešavanjem njihovih intenziteta dobili su spektre u kojima dominiraju harmonici istog smjera rotacije. Eksperimentalno su provjerili pravila koja određuju pojavu i relativne jačine različitih harmonika. Mjerenja su pokazala eliptičnosti veće od 0,9, pri čemu vrijednost jedan odgovara idealnoj cirkularnoj polarizaciji. journals.aps.org

Važno je precizno opisati ovaj uspjeh. Cirkularno polarizirani harmonici dobijani su i ranije. Milošević je, između ostalog, bio koautor međunarodnog rada iz 2015. o njihovom generiranju u području mekih X-zraka. Berlinski rezultat predstavlja novu provjeru teorijskih predviđanja i daljnji razvoj kontrole tog procesa. fizika.pmf.unsa.ba

Postoji i terminološka razlika: konkretni rad iz 2026. govori o ekstremnom ultraljubičastom zračenju — XUV, pa naslov o potvrdi „teorije o X-zracima“ pojednostavljuje njegov sadržaj. journals.aps.org

Zašto je fizičarima potrebna takva svjetlost

Jedan odgovor krije se u pojmu kiralnosti.

Naše šake izgledaju kao odrazi u ogledalu, ali lijevu i desnu šaku ne možemo potpuno preklopiti. I molekule mogu imati takve oblike. Zračenje različitih smjerova cirkularne polarizacije omogućava istraživanje procesa osjetljivih na tu razliku. Miloševićev rad iz 2015. upravo ističe taj potencijal. Phys. Rev. A

Takva svjetlost koristi se i za proučavanje magnetnih osobina materijala. Raniji međunarodni eksperimenti pokazali su da se cirkularno polariziranim zračenjem iz laserskih izvora mogu mjeriti razlike u apsorpciji povezane s magnetizmom uzorka. Nature Photonics

Ova istraživanja povezana su i s atosekundnom fizikom, koja proučava izuzetno brze procese u materiji. Atosekunda je milijarditi dio milijarditog dijela sekunde. Svjetlosni impulsi tog trajanja omogućavaju praćenje promjena elektronskih stanja, slično kao što kratka ekspozicija fotografskog aparata omogućava snimanje brzog pokreta.

Značaj takvih metoda prepoznat je Nobelovom nagradom za fiziku 2023. godine, dodijeljenom Pierreu Agostiniju, Ferencu Krauszu i Anne L’Huillier za eksperimentalne metode stvaranja atosekundnih impulsa kojima se istražuje dinamika elektrona. NobelPrize.org

Razvoj laboratorijskih laserskih izvora omogućava da se dio istraživanja obavlja bez velikih akceleratorskih postrojenja. To i dalje zahtijeva sofisticiranu opremu, ali proširuje mogućnosti za proučavanje materije. unsa.ba

Zašto je ovo važno za BiH i Univerzitet u Sarajevu

Vrijednost ovog rezultata za Bosnu i Hercegovinu vidi se u konkretnoj naučnoj ulozi: istraživač s domaćeg univerziteta učestvuje u razvoju teorije kojom se objašnjavaju rezultati međunarodnog eksperimenta. U radu su, uz Max Born institut, navedeni Prirodno-matematički fakultet Univerziteta u Sarajevu i Akademija nauka i umjetnosti BiH. journals.aps.org

Takva saradnja pokazuje kako domaća naučna sredina može doprinositi istraživanjima koja zahtijevaju skupu eksperimentalnu infrastrukturu. Matematički modeli i računarske simulacije omogućavaju razumijevanje mjerenja i provjeru fizičkih objašnjenja.

Za Univerzitet u Sarajevu važan je i kontinuitet. Milošević je osnivač i voditelj naučnoistraživačke grupe Samophys, koja djeluje na Odsjeku za fiziku PMF-a i okuplja istraživače atomske, molekularne i optičke fizike.

Postojanje takve grupe daje ovom uspjehu širi smisao. Međunarodna saradnja može biti oslonac za obrazovanje novih istraživača, razvoj doktorskih tema i zadržavanje naučnog znanja unutar univerziteta.

Ovaj rezultat zato daje argument za dugoročno ulaganje u istraživače, njihovo vrijeme, računarske resurse i pristup međunarodnim laboratorijama. Naučni doprinos razvija se kroz godine rada, obrazovanja i provjeravanja ideja.

Ko je profesor Dejan Milošević

Dejan Milošević rođen je 1959. godine u Sarajevu. Diplomirao je fiziku na Univerzitetu u Sarajevu 1981, a magistrirao i doktorirao u Beogradu, 1986. i 1990. godine. Redovni je član Akademije nauka i umjetnosti BiH od 2012. godine. Dio karijere proveo je u sarajevskom Zraku, radeći na optičkom dizajnu te optičkim, laserskim i termovizijskim uređajima. ANUBIH

Međunarodno stručno društvo Optica prepoznalo je njegove doprinose teoriji interakcije lasera i materije, atosekundnoj nauci i unapređenju naučnog obrazovanja u Bosni i Hercegovini. U njegovom profilu navodi se i da je tokom opsade Sarajeva nastavio istraživanja te uz pomoć humanitarne organizacije poslao naučni rad u časopis, za čije je objavljivanje saznao tek nakon rata. optica.org

Berlinski eksperiment dio je tog višedecenijskog naučnog puta. Njegova vrijednost je u preciznoj provjeri kako se svjetlost može proizvoditi i kontrolisati — i u činjenici da istraživač Univerziteta u Sarajevu učestvuje u razvoju tog znanja.

Relevantni naučni radovi

1. Zhavoronkov, N., Bengs, U. i Milošević, D. B. (2026).Control of spectral chirality in high-harmonic generation using two-color bicircular laser fields. Physical Review Research, 8, 023146. Izvorni rad.

2. Milošević, D. B., Becker, W. i Kopold, R. (2000).Generation of circularly polarized high-order harmonics by two-color coplanar field mixing. Physical Review A, 61, 063403. Izvorni rad.

3. Milošević, D. B. (2015).Circularly polarized high harmonics generated by a bicircular field from inert atomic gases in the p state: A tool for exploring chirality-sensitive processes. Physical Review A, 92, 043827. Izvorni rad.

4. Fan, T. i saradnici, uključujući D. B. Miloševića (2015).Bright circularly polarized soft X-ray high harmonics for X-ray magnetic circular dichroism. PNAS, 112, 14206–14211. Izvorni rad.

Tekst i fotografija preuzeti sa BH Futures Foundation (link: https://www.bhfuturesfoundation.org/founders-five/2026/10/28/sarajevski-fiziar-prof-dejan-miloevi-predvidio-eksperiment-u-berlinu-potvrdio-svjetlost-koja-otkriva-svijet-elektrona)