481.5
+0.15
565.52
-0.45
8.39
-0.01
+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
11:36
19 Октября 2017
Премьер-министр Армении: наша цель - конкурентоспособная и передовая нация
Армения имеет хорошие возможности для продвижения технологического развития, заявил премьер-министр Армении Карен Карапетян
18:40
18 Октября 2017
Армянские разработчики смарт-кошелька намерены создать первую в мире левитирующую камеру (ВИДЕО)
Армянские разработчики смарт-кошелька Volterman-Ring сообщили о создании первой в мире левитирующей камеры Moon
14:55
18 Октября 2017
Ученые назвали смертельную опасность переливания крови
Нидерландские медики допустили, что переливание крови при определенных условиях сопряжено с высоким риском смерти
22:48
17 Октября 2017
Давид Ян назвал самообучающиеся машины опасными для человечества
Бизнесмен не исключает вариант, при котором машина может физически уничтожить человека, которые ограничивает её возможности
21:12
17 Октября 2017
Ученые вычислили сроки смертоносной солнечной вспышки
Солнечный "супершторм" 1859 года привел к геомагнитной буре, известной как Событие Кэррингтона
21:03
16 Октября 2017
Ученые назвали причину смертоносного рака
Ученые из Левенского католического университета в Бельгии выяснили, что провоцирует быстрый рост злокачественных опухолей
19:42
15 Октября 2017
Прорыв астрономов: обнаружены шесть новых галактик
Это открытие, по мнению ученых, является прорывом в сфере наблюдения галактик так называемой эпохи реионизации
16:51
14 Октября 2017
Землю ожидает гиперпотепление: грядет термальная катастрофа
Ученые определили концентрацию углекислого газа, при которой атмосфера нашей планеты начнет катастрофически нагреваться
20:14
13 Октября 2017
BBC: перед человечеством открывается огромный мир новых сверхвозможностей
Если людям дать возможность наблюдать, что происходит у них в мозгу, они быстро научатся снимать боль, улучшать себе настроение и распоряжаться невиданными умственными способностями
17:43
13 Октября 2017
Армения построит свой "Наукоград"
Разработчики концепции считают необходимость создания в Армении подобного вуза велением нынешнего технологического периода
14:54
13 Октября 2017
В Армении будут вестись исследования по ядерной безопасности и криминалистике
Центр ядерной безопасности и криминалистики откроется в Армении, сказал в пятницу журналистам председатель Госкомитета по науке министерства образования и науки Армении Самвел Арутюнян
10:01
13 Октября 2017
Ученые обнаружили эффективное средство для похудения
Ожирение в последние десятилетия приобрело масштабы глобальной эпидемии, которая затронула 2,2 миллиарда человек