На пятнадцать октав выше

Наука и технологии
Москва, 15.03.2010
«Эксперт» №10 (696)
Разработанный параллельно английскими и американскими физиками фононный лазер — уникальное устройство по бесконтактному исследованию практически любых нанообъектов. Прибор найдет применение в материаловедении, медицине и компьютерной индустрии. В этой работе англичане обходят американцев на несколько сот гигагерц

В этом году официально отмечается 50-летний юбилей создания первого лазера: 16 мая 1960 года группа сотрудников Исследовательских лабораторий Хьюза (HRL) под руководством Теодора Меймана в калифорнийском Малибу впервые продемонстрировала рабочий прототип твердотельного лазера, генерировавшего импульсы монохроматичного (красного) света очень высокой интенсивности.

Непосредственные предшественники лазеров, мазеры (квантовые генераторы электромагнитного излучения в микроволновом диапазоне), были сконструированы в 1955 году в Физическом институте им. П. Н. Лебедева (ФИАН) группой советских физиков под руководством Николая Басова и Александра Прохорова, а также независимо от них американцем Чарльзом Таунсом и его сотрудниками. В 1964 году «за фундаментальные работы в области квантовой электроники, приведшие к созданию генераторов и усилителей на основе принципа мазера-лазера», всем троим ученым была присуждена Нобелевская премия по физике.

С тех пор ученые разработали огромное количество лазеров разных типов (газовых, полупроводниковых, на парах металлов, на красителях, на свободных электронах и так далее) — устройств, использующих квантово-механический эффект вынужденного, или стимулированного, излучения для создания когерентного светового потока.

Сегодня лазеры работают в очень широком волновом диапазоне электромагнитного спектра — от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного. Однако до самого последнего времени все эти устройства генерировали исключительно электромагнитное излучение.

И вот незадолго до начала шумных юбилейных торжеств в новостных лентах появилась интригующая информация о том, что сразу две исследовательские группы физиков, американская и британская, независимо друг от друга сконструировали принципиально новый тип таких устройств — сазеры. (SASER — сокращение от английского Sound Amplification by Stimulated Emission of Radiation — «усиление звуковых волн посредством вынужденного излучения».) В новом устройстве вместо когерентных оптических волн (фотонного излучения) генерируются когерентные акустические волны (так называемые фононы) на сверхвысоких частотах.

Американский аппарат испускает звук с частотой порядка нескольких десятков мегагерц, тогда как британский удалось настроить для генерации акустических волн в гигагерцевом диапазоне (точнее, 440 ГГц), или, если воспользоваться музыкальной аналогией, еще почти на 15 октав выше (хотя и те и другие ультра- и гиперзвуковые частоты совершенно недоступны человеческому уху: мы в состоянии слышать звуки лишь в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц). Столь существенная разница между базовыми характеристиками этих двух устройств позволяет предположить, что в будущем сазеры, так же как и лазеры, смогут работать в весьма широком частотном диапазоне.

Любопытная деталь: статья специалистов Калифорнийского технологического института Керри Вахалы, Оскара Пейнтера, Хансук Ли и Ивана Грудинина (последний — 30-летний выпускник физического факультета МГУ) была представлена для публикации в журнале Physica

У партнеров

    «Эксперт»
    №10 (696) 15 марта 2010
    Будущее Евросоюза
    Содержание:
    Союз неравных

    Бюджетный кризис в Греции и ряде других европейских стран со всей остротой поставил вопрос о необходимости политической интеграции в рамках ЕС. Но политическая интеграция неизбежно приведет к нарастанию неравенства между европейскими государствами

    Реклама