486.32
+0.4
519.1
+4.61
8.21
+0.05
-4
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
21:24
17 Января 2017
Исландские генетики доказали вымирание образованных людей
Ученые выявили причину наблюдаемой закономерности
17:21
17 Января 2017
Армянские ученые могут решить задачи любой сложности в оборонной сфере
Армянские ученые могут решить любые сложные проблемы в оборонной сфере, сказал во вторник журналистам председатель Госкомитета по науке министерства образования и науки Армении Самвел Арутюнян.
14:31
17 Января 2017
Армянские дети чувствуют себя комфортно в волшебном мире науки
Дети в Армении действительно заинтересованы в естественных науках и довольно комфортно чувствуют себя в волшебном мире науки, заявила детского научного клуба "Маленький Эйнтштейн" Марина Григорян.
17:02
16 Января 2017
Атака трёхметрового слепоглухонемого монстра (ВИДЕО)
Канал Smithsonian Channel опубликовал видео охоты трёхметрового пурпурного австралийского червя (Eunice aphroditois).
13:28
15 Января 2017
Автор латинской транскрипции китайского языка умер в 111 лет
Китайский ученый Чжоу Югуан, создавший пиньинь - самую популярную на сегодняшний день систему латинской транскрипции мандаринского диалекта китайского языка, скончался в Пекине
12:22
15 Января 2017
SpaceX запустила ракету Falcon 9 со спутниками на борту
Это первые успешные пуск ракеты и приземление первой ступени после взрыва Falcon 9 в сентябре
15:27
14 Января 2017
Ученые определили возраст Луны
Согласно прежним оценкам, формирование спутника Земли произошло от 150 до 200 млн лет после образования Солнечной системы
20:24
12 Января 2017
Европейцы могут присвоить роботам статус "электронной личности"
Парламентарии ясно дали понять, что, по их мнению, мир стоит на пороге новой промышленной революции роботов
18:55
11 Января 2017
В Египте обнаружены 12 гробниц со скелетами детей и животных
Археологи обнаружили 12 древнеегипетских гробниц времен Нового Царства (1550-1069 год до нашей эры) на территории деревни Гебель-эль-Силсила
21:11
10 Января 2017
Японские ученые определили "недостающий элемент" ядра Земли
Японские ученые полагают, что им удалось определить элемент химического состава ядра Земли, который исследователи пытаются идентифицировать уже много лет
17:23
10 Января 2017
Жители Земли увидят ярчайший взрыв от рождения сверхновой
Группа астрономов из США предсказала один из ярчайших взрывов сверхновой в ближайшем будущем
14:25
10 Января 2017
Ученые разрабатывают устройства для глубокой стимуляции головного мозга
В мире активизировались разработки устройств для пациентов с болезнью Паркинсона