484.51
-0.37
518.72
-3.16
8.61
-0.05
+13
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
21:20
23 Апреля 2017
Страны не справляются со резким ростом спроса на университетское образование - ЮНЕСКО
В последние годы наблюдается стремительный рост спроса на университетское образование.
11:09
23 Апреля 2017
Уникальная диета "убивает" рак и диабет
Новое исследование показывало, что содержание высокого содержания жиров может обратить вспять агрессивные виды рака
15:54
20 Апреля 2017
Яндекс.Деньги посчитали расходы жителей Армении в магазинах и ресторанах
Аналитики Яндекс.Денег выяснили, сколько тратят на еду жители Армении и в какие рестораны они ходят чаще всего
12:04
20 Апреля 2017
Ученые обнаружили новую причину вымирания мамонтов (ВИДЕО)
Ученые из Австралии, Канады, Норвегии, России и США обнаружили свидетельства в пользу новой причины вымирания экосистем позднего плейстоцена, включающих в себя мамонтов.
19:38
19 Апреля 2017
Астрономы нашли гигантский двойник Юпитера
Международная группа астрономов обнаружила газовый гигант, который в три раза массивнее Юпитера
19:46
17 Апреля 2017
Физики назвали условие обнаружения землянами инопланетян
Физик Джей Олсон из Университета штата Айдахо в Бойсе (США) назвал условие для обнаружения современными жителями Земли разумных существ
14:04
17 Апреля 2017
Ученые обнаружили на юге Аргентины яйца динозавров
Внутри яиц сохранились останки эмбрионов динозавров
21:52
16 Апреля 2017
Ученые выявили секрет крепкого сна
Английский драматург Томас Деккер в XVI веке назвал сон "золотой цепью", связывающей наши тела и наше здоровье
19:39
16 Апреля 2017
Пользователь обнаружил способ включить секретный режим YouTube
Пользователь форума Reddit обнаружил скрытый темный режим интерфейса YouTube
21:27
15 Апреля 2017
На спутнике Сатурна может быть жизнь - ученые
Ученые зафиксировали геотермальные источники на спутнике Сатурна Энцеладе, способные там поддерживать жизнь
12:22
15 Апреля 2017
Ученые разработали устройство, собирающее питьевую воду из воздуха
Устройство способно давать воду при относительной влажности воздуха 20% и выше, для работы оно использует солнечный свет.
21:04
14 Апреля 2017
NASA не успеет полететь к Марсу вовремя
Корабль и ракета для полёта к Марсу будут стоить NASA 23 миллиарда долларов ещё до начала первого полёта