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

Заряженные капли отказались разбрызгиваться при ударе о твердую поверхность Заряженные капли отказались разбрызгиваться при ударе о твердую поверхность

Электричество вокруг заряженной капли предотвращает ее разбрызгивание

N+1
7 убеждений, которые должен пересмотреть каждый предприниматель 7 убеждений, которые должен пересмотреть каждый предприниматель

7 неочевидных опасностей, которые грозят предпринимателям

Inc.
Новые методы помогут искать воду в лунных кратерах и глубоко под поверхностью Новые методы помогут искать воду в лунных кратерах и глубоко под поверхностью

Ученые пытаются определить, где и сколько льда находится на Луне

ТехИнсайдер
Черенковское излучение предложили ловить фотонными кристаллами Черенковское излучение предложили ловить фотонными кристаллами

Физики предложили модификацию черенковского детектора

N+1
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Как понимать Как понимать

Для тех, кто пока не научился понимать Серебренникова

Esquire
8 последних фотографий знаменитых людей 8 последних фотографий знаменитых людей

Вот восемь случаев, когда человек с фотоаппаратом оставил след в истории

Maxim
Аксолотль: вечное детство Аксолотль: вечное детство

Аксолотль может размножаться, оставаясь ребенком

Вокруг света
Орёл и решка в Риме Орёл и решка в Риме

Коллекционные монеты стабильно растут в цене, вызывая интерес даже у ювелиров

Robb Report
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
Открой личико! Самые эффектные маски народов мира Открой личико! Самые эффектные маски народов мира

Маски народов мира

Вокруг света
В Южной Сербии нашли охотничий лагерь неандертальцев В Южной Сербии нашли охотничий лагерь неандертальцев

Неандертальцы использовали пещерную стоянку для разделки крупных копытных

N+1
Лайхаки для занятий бегом от Риз Уизерспун и Гордона Рамзи Лайхаки для занятий бегом от Риз Уизерспун и Гордона Рамзи

Советы известных людей о том, как они начали бегать и почему не бросили

РБК
Незнакомая знакомая Турция Незнакомая знакомая Турция

У самой границы с Сирией Турция предстает перед туристами совершенно неожиданной

Здоровье
Dead Blonde: «Я официально певица ностальгического жанра» Dead Blonde: «Я официально певица ностальгического жанра»

Dead Blonde — чем её тяготит популярность и как родился «Мальчик на девятке»?

Esquire
Она вам не Маля: как балерина Матильда Кшесинская изменила судьбу всей России Она вам не Маля: как балерина Матильда Кшесинская изменила судьбу всей России

Кто такая Матильда Кшесинская?

Cosmopolitan
Ненадежные автомобили на вторичке. Антирейтинг экспертов Ненадежные автомобили на вторичке. Антирейтинг экспертов

Какие из актуальных моделей могут доставить проблемы, если купить их с пробегом

РБК
Никита Ефремов: «Когда ты переносишь свое внимание на работу, она начинает оживать» Никита Ефремов: «Когда ты переносишь свое внимание на работу, она начинает оживать»

Актер Никита Ефремов рассказал о своем стиле и работе c Тэроном Эджертоном

GQ
Воплотить в камне Воплотить в камне

Заказ и монтаж подоконника из искусственного камня

Идеи Вашего Дома
Усмирить душевную бурю Усмирить душевную бурю

Что делать с мыслями и переживаниями об измене партнера?

Psychologies
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
Стас Намин Стас Намин

Стас Намин — о возрасте и легендарных друзьях

Maxim
Инопланетяне в пустыне: каким получился десятый сезон Инопланетяне в пустыне: каким получился десятый сезон

Каким получился десятый сезон "Американской истории ужасов"

Esquire
Успеть все: 10 эффективных советов по тайм-менеджменту Успеть все: 10 эффективных советов по тайм-менеджменту

Как стать хозяином своего времени, чтобы жизнь не превратилась в гонку?

Популярная механика
В бой идет один сталинист В бой идет один сталинист

Как Всеволод Кочетов пытался спасти советскую культуру, но обнаружил пустоту

Weekend
Юность, любовь, девятый вал: каким получился фильм «Море волнуется раз» Юность, любовь, девятый вал: каким получился фильм «Море волнуется раз»

«Море волнуется раз». Тихая картина о любви, ставки на которую делали не все

РБК
Все побежали, и я побежал: почему бег стал так популярен? Все побежали, и я побежал: почему бег стал так популярен?

Почему число бегунов стремительно растет?

Psychologies
Ариан Кальво: «Неудачи могут быть вдохновляющими и мотивирующими» Ариан Кальво: «Неудачи могут быть вдохновляющими и мотивирующими»

В нашем сознании упустить или не получить что-то означает, что мы неудачники

Здоровье
Судьба барабанщика Судьба барабанщика

24 августа 2021 года смолкла барабанная дробь Чарльза Роберта (Чарли) Уоттса

Playboy
5 типичных для России вещей, которые сложно объяснить иностранцу 5 типичных для России вещей, которые сложно объяснить иностранцу

Что русскому хорошо, то немцу непонятно

Maxim
Открыть в приложении