478.57
+0.37
561.79
+1.96
8.05
+0.02
+26
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
21:37
19 Августа 2017
Летящий к Земле астероид при столкновении теоретически способен уничтожить жизнь на планете - ученый
Он будет двигаться с юго-востока на юго-запад на высоте 20-30 градусов над горизонтом
20:42
19 Августа 2017
Android в лучах затмения: стала известна дата выхода новой операционной системы
Новая операционная система Android O (8.0) будет представлена общественности
20:24
18 Августа 2017
К Земле приближается самый крупный со времени наблюдений астероид
К Земле приближается крупнейший астероид со времен начала систематических наблюдений НАСА
21:13
17 Августа 2017
Физики открыли потенциально новое состояние вещества
Американские и немецкие физики открыли потенциально новое состояние материи
10:13
16 Августа 2017
Ученые доказали смертельную опасность периодического курения
К подобным выводам авторы пришли, сравнив показатели артериального давления и уровня холестерина у около 40 тысяч активных и социальных курильщиков из штата Огайо
21:32
15 Августа 2017
Ученые нашли новый эффективный способ борьбы с облысением
Американские ученые нашли новый эффективный способ борьбы с облысением
21:17
14 Августа 2017
Время почти пришло: математик предсказал срок гибели человечества
Ученый пришел к выводу, что технологические цивилизации, которые существуют миллионы лет, чрезвычайно редки и маловероятно, что люди — одна из них
14:18
11 Августа 2017
Ученые обнаружили простой способ замедлить старение
В экспериментах специалисты использовали 6-месячных и 18-месячных мышей, у которых брали образцы тканей печени
20:26
08 Августа 2017
Астрофизики обнаружили неожиданное свойство черных дыр
Астрофизики считают, что их точку зрения подтверждает тот факт, что в центрах галактик, где должно быть много черных дыр, нейтронных звезд мало
18:22
08 Августа 2017
Ученые опровергли главную причину происхождения человека
Ученые Университета Джорджа Вашингтона в США пришли к выводу, что изменение климата не было движущей силой эволюции человека
14:08
07 Августа 2017
Армянский эксперт прокомментировал ситуацию с глобальным сбоем в Facebook
Утром в понедельник пользователи Facebook пожаловались на неполадки в работе социальной сети
20:47
06 Августа 2017
Ребенок подал заявление для работы в NASA за $187 тысяч в год, организация ответила
"Моя сестра называет меня инопланетянином, я посмотрел практически все фильмы про космос и инопланетян", - написал он.