484.04
+0.53
523.1
+1.64
8.44
+0.03
+10
Погода в Ереване
Рус
Физики создали первый "безфотонный" лазерный излучатель
10:18
05 Апреля 2012

Американские физики создали первый "безфотонный" лазер на основе атомов рубидия, испускающий одинаковые порции света со сверхстабильными интервалами, что позволяет использовать такие устройства для создания сверхточных атомных часов или для синхронизации импульсов обычных лазерных излучателей, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Группа ученых под руководством Джеймса Томпсона (James Tompson) из университета штата Колорадо в городе Боулдер (США) собрала экспериментальный прототип "безфотонного" лазера, реализовав принцип так называемого "сверхизлучения". Существование этого эффекта было предсказано американским физиком Робертом Дикке (Robert Dicke) в 1954 году и экспериментально обнаружено в 1973 году, передает РИА Новости.

В обычных лазерах источником излучения выступают фотоны, "саморазмножающиеся" в рабочем теле излучателя. В процессе накачки лазера фотоны сталкиваются с зеркальными стенками устройства, из-за чего те начинают вибрировать. Эти вибрации негативным образом сказываются на спектре и других характеристиках излучения, что ограничивает точность обычных лазеров.

Сверхизлучение лишено этих недостатков, так как на подготовку импульса фотоны и зеркала практически не влияют. Источником излучения является группа тесно расположенных атомов, охлажденных почти до абсолютного нуля (минус 273 градуса Цельсия).

После этого атомы накачиваются при помощи внешнего источника энергии и часть их электронов переходит из состояния покоя на высокий энергетический уровень. Когда число "заряженных" атомов достигает определенной критической отметки, отдельные атомы теряют "индивидуальность" и их коллектив спонтанно испускает пучок идеально синхронизированных частиц света - фотонов - с очень узкой частотой излучения.

Как отмечают Томпсон и его коллеги, ученые предпринимали множество попыток создать лазер на основе этого эффекта, однако они всегда сталкивались с проблемой подбора рабочего вещества и "накачки" нужного числа атомов без преждевременного испускания фотонов отдельными "индивидами".

Исследователи решили эту проблему при помощи двух нестандартных решений. В качестве рабочего материала они использовали газ из щелочного металла рубидия. Атомы этого вещества можно легко охладить до сверхнизких температур и "поймать" в ловушку. С другой стороны, у этого материала есть серьезный недостаток - структура его электронной оболочки препятствует созданию лазера с узким спектром излучения.

Томсон и его коллеги решили эту проблему, периодически "накачивая" атомы рубидия при помощи обычного лазера. Благодаря облучению в атомах рубидия появлялся "виртуальный" высокий энергетический уровень, необходимый для спонтанного перехода электронов в состояние покоя. В результате этого возникало сверхизлучение, хотя и с несколько "смазанным" спектром по сравнению с тем, который бы возник в случае "честной" реализации этого эффекта.

Тем не менее, экспериментальный излучатель Томсона и его коллег примерно в тысячу раз чувствительнее самых точных обычных лазеров. Благодаря этому "безфотонные" излучатели, а также синхронизированные с ними обычные лазеры, можно использовать для создания сверхточных атомных часов, а также для других целей - астрономических и физических наблюдений, улучшения работы спутников GPS и систем оптической связи. -0-

Loading...
Материалы по теме

Другие материалы раздела
12:21
23 Марта 2017
Прошлый год был самым жарким за всю историю наблюдений - ООН
В прошлом году средняя температура воздуха по планете была на 1,1 градуса по Цельсию выше по сравнению с доиндустриальным периодом, говорится в новом докладе ООН, опубликованном накануне Всемирного метеорологического дня, сообщает FINMARKET.RU.
11:27
22 Марта 2017
Геофизики предрекли столкновение Земли с Марсом
Геофизик Стивен Мейерс из Висконсинского университета в Мадисоне (США) допустил столкновение Земли и Марса
09:41
22 Марта 2017
В США начала распространяться смертельная грибковая инфекция
Впервые Candida auris был выявлен в 2009 году в Японии
13:03
21 Марта 2017
Лучшие снимки Марса легли в основу видео о Красной планете
Финский фотограф Ян Фройдман преобразовал марсианские снимки в видео о Красной планете.
10:03
21 Марта 2017
Медики назвали главную опасность коктейля из алкоголя и энергетиков
Канадские медики назвали главную опасность от употребления коктейлей, состоящих из алкоголя и энергетических напитков с высоким содержанием кофеина
09:16
20 Марта 2017
Космические планы Стивена Хокинга
В сентябре 2016 года издание The Guardian опубликовало отрывок из книги Хокинга "Как создать космический корабль", в которой автор призвал человечество покорять другие планеты
11:02
18 Марта 2017
Новое лекарство показало успех в предотвращении инфаркта
Ученые провели успешные испытания инновационного препарата, способного, по их словам, предотвращать инфаркты и инсульты.
19:08
17 Марта 2017
Армия США получила на вооружение самый мощный лазер в мире
Армия США получила на вооружение самый мощный лазер в мире, сообщает сайт Warspot со ссылкой на пресс-службу корпорации Lockheed Martin.  Специалисты компании завершили испытания лазерной установки мощностью 60 кВт и передали ее американской армии.
19:12
15 Марта 2017
Ученые доказали правдивость "правила пяти секунд"
Профессор Астонского университета в Бирмингеме (Великобритания) Энтони Хилтон (Anthony Hilton) доказал правдивость так называемого правила пяти секунд
09:46
12 Марта 2017
Горячая мантия
Температуру мантии Земли измеряют не напрямую, а с помощью модельных экспериментов: вещество мантии в прямом смысле собирают из разных минералов, а потом доводят его до жидкого состояния (с учетом давления, естественно).
09:28
03 Марта 2017
Ученые создали уникальное лекарство от всех видов рака
Российские ученые завершают доклинические испытания лекарственного препарата, который, как предполагается, будет способен бороться со злокачественными опухолями даже на последних стадиях заболеваний
21:49
01 Марта 2017
Ученые назвали условие существования жизни на новых потенциально обитаемых планетах
Ученые из Корнеллского университета выяснили, что четыре планеты в системе TRAPPIST-1 могут быть благоприятными для жизни