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

Ионный кубит заставили работать по циклу Стирлинга Ионный кубит заставили работать по циклу Стирлинга

Намеренная дефазировка увеличила КПД квантового двигателя на два процента

N+1
Активируемые воспалением стволовые клетки облегчили состояние мышей с ревматоидным артритом Активируемые воспалением стволовые клетки облегчили состояние мышей с ревматоидным артритом

Стволовые клетки оказались эффективнее стандартной терапии от артрита

N+1
Как люди! Обезьяны могут интуитивно «предугадывать мысли» людей Как люди! Обезьяны могут интуитивно «предугадывать мысли» людей

Способны ли обезьяны интуитивно «читать мысли» других существ?

ТехИнсайдер
Кашемировый кризис Кашемировый кризис

Над материалом, олицетворяющим роскошь, нависла угроза

Robb Report
Леди Гага от декаданса: как маркиза Луиза Казати стала королевой эпатажа Леди Гага от декаданса: как маркиза Луиза Казати стала королевой эпатажа

Как середине XX века итальянская аристократка стала Леди Гагой своего времени

Правила жизни
Лицо с экрана. Антон Лапенко Лицо с экрана. Антон Лапенко

Комик Антон Лапенко превращается в полноценную кинозвезду

GQ
«Обрусевшие» роллы. Как россияне полюбили японскую кухню «Обрусевшие» роллы. Как россияне полюбили японскую кухню

Какие трансформации пережила японская кухня в России?

СНОБ
Куда же вы? 10 известных детей, которые выросли слишком быстро Куда же вы? 10 известных детей, которые выросли слишком быстро

Если чужие дети растут быстро, то знаменитые дети - в три раза быстрее

Cosmopolitan
Все против Моники Беллуччи! Почему кинодиве запрещено стареть Все против Моники Беллуччи! Почему кинодиве запрещено стареть

Поклонники с трудом переживают новые времена в жизни Моники Беллуччи

Cosmopolitan
Фильмы, которые вернут вам внутренний покой Фильмы, которые вернут вам внутренний покой

Кинокартины для восстановления гармонии

Psychologies
Аэропорт и интернет: 5 городов, которые развиваются благодаря онлайн-сервисам и авиасообщению Аэропорт и интернет: 5 городов, которые развиваются благодаря онлайн-сервисам и авиасообщению

Можно жить и работать где угодно, лишь бы в этой точке на земле был интернет

Популярная механика
Стражи здоровья: как состояние ротовой полости влияет на общее самочувствие Стражи здоровья: как состояние ротовой полости влияет на общее самочувствие

Как полость рта может помочь понять, что с организмом что-то не так?

Популярная механика
Фальсификатор будущего: как не попасться на новую манипуляцию мужчин Фальсификатор будущего: как не попасться на новую манипуляцию мужчин

Что может быть прекраснее, чем обсуждение совместных планов на будущее?

Cosmopolitan
Английский зверобой: что такое «Шерман-Файрфлай» Английский зверобой: что такое «Шерман-Файрфлай»

Эта вспышка была последним, что видели немецкие танкисты

Maxim
5 stop-действий в браке 5 stop-действий в браке

Как, желая укрепить брак, случайно не свернуть не туда?

Лиза
Восстановить близость Восстановить близость

Как делить постель после измены партнера?

Psychologies
Почему мы соглашаемся на посредственные отношения Почему мы соглашаемся на посредственные отношения

Пока мы не решим наших личных проблем, здоровые отношения нам не светят

Psychologies
Что такое гипомания и зачем лечить от счастья Что такое гипомания и зачем лечить от счастья

Что такое гипомания и когда стоит насторожиться?

РБК
Всегда готова Всегда готова

Как правильно применять для гидроизоляции уже готовые мастики

Идеи Вашего Дома
Какие виды абьюза чаще используют женщины Какие виды абьюза чаще используют женщины

Абьюзивные тактики, к которым по разным причинам женщины прибегают чаще мужчин

Psychologies
Не сойти с рельсов Не сойти с рельсов

Обслуживание и ремонт межкомнатной сдвижной двери

Идеи Вашего Дома
Воплотить в камне Воплотить в камне

Заказ и монтаж подоконника из искусственного камня

Идеи Вашего Дома
Когнитивный диссонанс: как прекратить «гражданскую войну» в своей голове Когнитивный диссонанс: как прекратить «гражданскую войну» в своей голове

Почему мы отстаиваем свои убеждения, даже если факты говорят об обратном?

РБК
Мультсериалы для просмотра запоем Мультсериалы для просмотра запоем

Даем отпор хандре с помощью мультсериалов

GQ
Археологи установили время существования греко-бактрийской крепости Узундара Археологи установили время существования греко-бактрийской крепости Узундара

Крепость Узундара была построена в начале III века до нашей эры

N+1
Археологи раскопали в скифской «Долине царей» бронзовую корону Археологи раскопали в скифской «Долине царей» бронзовую корону

В Тыве завершили полевой сезон работ на кургане Туннуг–1

N+1
«Он никогда не строил из себя героя». Экскурсия Льва Лурье по адресам Довлатова в Петербурге «Он никогда не строил из себя героя». Экскурсия Льва Лурье по адресам Довлатова в Петербурге

Лев Лурье провел экскурсию по адресам Довлатова в Ленинграде

СНОБ
Детки в сетке: как стать кибергероем для ребенка и защитить его от онлайн-угроз Детки в сетке: как стать кибергероем для ребенка и защитить его от онлайн-угроз

Как обеспечить ребенку безопасность в Интернете?

Популярная механика
Боевой характер Боевой характер

Дмитрий Мазепин 25 лет воюет за влияние, активы и репутацию

Forbes
Австралийцы описали «лесного древнего ястреба» возрастом 25 миллионов лет Австралийцы описали «лесного древнего ястреба» возрастом 25 миллионов лет

Палеонтологи обнаружили самую древнюю ястребиную птицу Австралии

N+1
Открыть в приложении