Физики построили резонатор на модах шепчущей галереи

N+1Наука

Эффект шепчущей галереи помог создать активную акустическую среду

Марат Хамадеев

B. Hu et al / Nature, 2021

Физики построили резонатор на модах шепчущей галереи с топологической защитой и активным контролем фазы. Они создавали поверхностное защищенное состояние на границе двух подрешеток фононного кристалла, а для контроля фазы использовали термоакустическое преобразование на углеродных нанотрубках. Изготовленный образец продемонстрировал высокую степень контроля состояний, движущихся в разные стороны резонатора. Исследование опубликовано в Nature.

Акустика как научная дисциплина существует достаточно давно, однако по сравнению с оптикой она изучена и применяется не настолько обширно. К причинам этого можно отнести тот факт, что для распространения звуковых волн требуется среда, а также то, что их генерация происходит в меньшем числе процессов, нежели генерация электромагнитных волн. Наконец, характерная энергия квантов звуковых колебаний — фононов — существенно ниже энергии оптических фотонов. Это можно считать причиной того, почему первые мазеры и лазеры появились только в середине XX века, в то время как сазеры — генераторы когерентных звуковых волн — только в 2010 году.

Принцип генерации звука в сазерах такой же, как и света в лазерах: в активной среде, помещенной в резонатор, создается инверсия населенностей на паре уровней, разница в энергиях которых равна энергии испускаемых фононов, а затем происходит каскад вынужденных переходов. При этом сазеры обладают рядом преимуществ перед лазерами. Например, при той же равной частоте, длина волны звука гораздо меньше, чем у электромагнитной волны, следовательно, их можно сфокусировать в пятно меньшего размера. Поэтому физики постоянно ищут новые подходы к созданию элементной базы для сазеров.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению

Почему особи бесполых дафний плохо переносят потепление

N+1
Факты и правда о фильмах «Брат» и «Брат-2» Факты и правда о фильмах «Брат» и «Брат-2»

Изнанка фильмов «Брат» и «Брат-2»

Maxim
Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса

Химики в лаборатории синтезировали весь набор карбоновых кислот из цикла Кребса

N+1
Когда папа стал мамой: необычные способы заботы о потомстве в животном мире Когда папа стал мамой: необычные способы заботы о потомстве в животном мире

Как заботятся о своём потомстве разные животные

Вокруг света
Кто особенно склонен к изменам: 3 ключевые психологические черты, подталкивающие к неверности Кто особенно склонен к изменам: 3 ключевые психологические черты, подталкивающие к неверности

Почему некоторые люди изменяют, а другие — нет?

Psychologies
Аглая Епанчина Аглая Епанчина

Психотерапевт размышляет о характере персонажа из романа «Идиот»

Psychologies
6 привычек, которые вредят отношениям 6 привычек, которые вредят отношениям

Возможно, пора изменить что-то в себе, чтобы и отношения изменились к лучшему?

Psychologies
«Круто ты попал»: все скандалы на «Фабрике звезд» «Круто ты попал»: все скандалы на «Фабрике звезд»

Скандалы, интриги, расследования и таланты – вот что такое «Фабрика звезд»

VOICE
Робин Уильямс Робин Уильямс

Робину Уильямсу могло исполниться 70 лет

Playboy
Любовь и яблоки Любовь и яблоки

Ксения Рождественская о «Яблоках», фильме о границах памяти

Weekend
Тейпы для лица: как они работают и правда ли эффективны? Тейпы для лица: как они работают и правда ли эффективны?

Реально ли омолодиться без инъекций - одними клейкими лентами?

Cosmopolitan
«Лет ми спик фром май харт»: откуда в языке берется акцент «Лет ми спик фром май харт»: откуда в языке берется акцент

Что такое акцент?

Популярная механика
Худеем по аюрведе Худеем по аюрведе

Уникальная система питания из Древней Индии

Лиза
Недельные отпуска «чтобы не увольняться» не помогают, а только усиливают стресс сотрудников Недельные отпуска «чтобы не увольняться» не помогают, а только усиливают стресс сотрудников

Как справляться с выгоранием сотрудников?

VC.RU
Не просто лишний вес: как ожирение нас убивает – рассказывает врач Не просто лишний вес: как ожирение нас убивает – рассказывает врач

Как возникает ожирение и что будет, если не лечить эту болезнь?

Cosmopolitan
Почему вы вечно ничего не успеваете Почему вы вечно ничего не успеваете

Несколько не самых очевидных факторов, из-за которых вы ничего не успеваете

GQ
Слышат ли нас растения Слышат ли нас растения

Полезны ли разговоры с растениями?

Популярная механика
Отнять и поделить. Почему «красный реванш» — один из вариантов развития событий «после Путина» Отнять и поделить. Почему «красный реванш» — один из вариантов развития событий «после Путина»

Левые настроения в российском обществе усиливаются

СНОБ
Зерна смысла Зерна смысла

«Не попробовал плова — не родился на свет»

Вокруг света
Очень тяжелые носители Очень тяжелые носители

Прототипы будущей сверхтяжелой ракеты Starship продолжают испытания

Популярная механика
Евгений Миронов: «Планка настолько высока, что сейчас сложно понять, куда идти дальше и как развиваться» Евгений Миронов: «Планка настолько высока, что сейчас сложно понять, куда идти дальше и как развиваться»

Худрук и актер Евгений Миронов — как репетировать спектакль по Zoom

Grazia
Красный принадлежит Coca-Cola, а голубой — Tiffany: как устроено единоличное «владение» цветом Красный принадлежит Coca-Cola, а голубой — Tiffany: как устроено единоличное «владение» цветом

Как компании регистрировали цвета как торговую марку

VC.RU
Как выглядели бы постаревшие звезды в своих фильмах сейчас? (Немного грустная галерея) Как выглядели бы постаревшие звезды в своих фильмах сейчас? (Немного грустная галерея)

Ничто так не демонстрирует быстротечность времени, как современные лица звезд

Maxim
Они это сделали: три реальные истории похудения Они это сделали: три реальные истории похудения

Пусть тебя вдохновят наши героини и их реальные истории похудения

Cosmopolitan
«Раньше было лучше»: картина Вермеера после реставрации вызвала споры в Сети «Раньше было лучше»: картина Вермеера после реставрации вызвала споры в Сети

Почему реставрации не всегда приходятся по вкусу ценителям искусства

Psychologies
Машины из новой части о Джеймсе Бонде: Aston Martin, Land Rover и другие Машины из новой части о Джеймсе Бонде: Aston Martin, Land Rover и другие

Автомобили из фильма «Не время умирать» о Джеймсе Бонде

РБК
Австралийская лопастная утка научилась человеческой брани Австралийская лопастная утка научилась человеческой брани

Орнитологи обнаружили у лопастных уток способности к звукоподражанию

N+1
7 полезных свойств лаврового листа 7 полезных свойств лаврового листа

Лавровый лист: мы даже не догадываемся, какое сокровище у нас под рукой

Psychologies
«Язык не поворачивался назвать ее мамой». Истории сироты и матери, лишенной ребенка «Язык не поворачивался назвать ее мамой». Истории сироты и матери, лишенной ребенка

Почему детям лучше оставаться в родной семье? Реальные истории

СНОБ
Соленый чай и Розовое озеро: зачем ехать в Калмыкию в любое время года Соленый чай и Розовое озеро: зачем ехать в Калмыкию в любое время года

Калмыкия — это бескрайние равнины и буддийское спокойствие

РБК
Открыть в приложении