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

«Биология в фокусе: Естественные отделения университетов Российской империи (1830–1900)» «Биология в фокусе: Естественные отделения университетов Российской империи (1830–1900)»

Почему в начале XIX века в университетах было мало практических занятий

N+1
Юра Борисов — о режиссерах, их мирах, импровизации и опыте Юра Борисов — о режиссерах, их мирах, импровизации и опыте

Юра Борисов считает, что если за что-то и браться, то только по любви

РБК
Древние белки указали на принадлежность «человека-дракона» к денисовцам Древние белки указали на принадлежность «человека-дракона» к денисовцам

Как палеопротеомный анализ дополнил генетические данные древних денисовцев

N+1
Как понять, что у вас токсичные друзья Как понять, что у вас токсичные друзья

Несколько признаков людей, общения с которыми стоит избегать

Psychologies
Никаких шлепок и свадебных платьев: какой дресс-код советуют соблюдать музеи и театры Никаких шлепок и свадебных платьев: какой дресс-код советуют соблюдать музеи и театры

Какие рекомендации по выбору одежды мировые театры и музеи дают посетителям

Forbes
ИТЭР: первый в мире термоядерный реактор, способный работать на морской воде ИТЭР: первый в мире термоядерный реактор, способный работать на морской воде

ИТЭР должен стать прототипом будущих электростанций

Популярная механика
Пора готовить автомобиль к осени: чек-лист для водителей Пора готовить автомобиль к осени: чек-лист для водителей

Что нужно проверить в автомобили перед осенним сезоном?

РБК
«Маска» в Березниках, или Спектакль для самого искреннего зрителя «Маска» в Березниках, или Спектакль для самого искреннего зрителя

Новой точкой в географии фестиваля «Золотая Маска» стали Березники

СНОБ
Мобильное здоровье: что такое медицинские приложения и кто ими пользуется Мобильное здоровье: что такое медицинские приложения и кто ими пользуется

Какие сегодня существуют медицинские мобильные приложения и кому они нужны

Популярная механика
Два мира — два Вишневских. Откуда берутся «двойники» на выборах в России и в США Два мира — два Вишневских. Откуда берутся «двойники» на выборах в России и в США

Как выглядит доведенная до абсурда электоральная демократия

СНОБ
Родись, страдай, умри, повтори: какой получилась игра Deathloop Родись, страдай, умри, повтори: какой получилась игра Deathloop

Deathloop — игра про киллера, попавшего во временную петлю

Esquire
Синдром опустевшего гнезда Синдром опустевшего гнезда

Как сблизиться с мужем и вернуть отношениям смысл, когда дети выросли

Лиза
Метаанализ заставил медиков усомниться во вреде насыщенных жирных кислот Метаанализ заставил медиков усомниться во вреде насыщенных жирных кислот

Высокие уровни насыщенных жирных кислот связаны с уменьшением риска смерти

N+1
Дым, в котором я живу Дым, в котором я живу

Если есть в кармане пачка сигарет — значит все плохо

Men’s Health
Глаз не оторвать: самые красивые дочери российских знаменитостей Глаз не оторвать: самые красивые дочери российских знаменитостей

Яркие кадры маленьких наследниц громких фамилий

Cosmopolitan
Музыкант. Feduk Музыкант. Feduk

Feduk записал альбом, нагруженный хитами, – и опять запал всем в душу

GQ
Ваня Дмитриенко: «Я чувствую себя победителем» Ваня Дмитриенко: «Я чувствую себя победителем»

Как Ваня Дмитриенко стал открытием 2021-го года

Esquire
Отношения с мужем после родов: 5 фактов, о которых ты не знала Отношения с мужем после родов: 5 фактов, о которых ты не знала

Сеть переполнена советами для молодых матерей. Но стоит ли их слушать?

Cosmopolitan
10 полезных привычек, которые можно сформировать за 66 дней 10 полезных привычек, которые можно сформировать за 66 дней

Эти привычки могут показаться несерьезными, но они приводят к переменам

Psychologies
Чистая правда Чистая правда

А как работает и что вообще из себя представляет детокс-косметика?

Лиза
Грегор Макгрегор: аферист, который придумал собственную страну и стал мультимиллионером после продажи ее земель Грегор Макгрегор: аферист, который придумал собственную страну и стал мультимиллионером после продажи ее земель

Грегор Макгрегор убедил сотни людей в том, что он правитель райской страны

Популярная механика
Жители Новой Гвинеи начали выращивать птенцов казуаров в неволе 17,8 тысячи лет назад Жители Новой Гвинеи начали выращивать птенцов казуаров в неволе 17,8 тысячи лет назад

Жители Новой Гвинеи уже 17,8 тысячи лет назад похищали из гнезд яйца казуаров

N+1
В Google назвали 9 моделей поведения эффективного лидера В Google назвали 9 моделей поведения эффективного лидера

Что должны делать по-настоящему эффективные люди

Inc.
Воздушный шар на ниточке и краб-йети: посмотрите на самых пугающих существ, живущих на дне океана Воздушный шар на ниточке и краб-йети: посмотрите на самых пугающих существ, живущих на дне океана

Новые виды животных, поражающие воображение

ТехИнсайдер
Ночной дозор Ночной дозор

Татьяна Толстая — об арт-медитации у Рембранта и современном искусстве

Собака.ru
Буря в пустыне Буря в пустыне

Тимоти Шаламе и Дени Вильнёв — о страхе, жаре и проваленных пробах

Cosmopolitan
Семь финансовых привычек, которые стоит развить до 40 лет Семь финансовых привычек, которые стоит развить до 40 лет

7 финансовых привычек, которые помогут пересмотреть отношение к деньгам

Inc.
Горячая подборка фотографий Брижит Бардо — в честь дня ее рождения Горячая подборка фотографий Брижит Бардо — в честь дня ее рождения

Смотрим лучшие архивные фотографии великой французской актрисы Брижит Бардо

Maxim
А я не согласна! А я не согласна!

В каких ситуация стоит спорить с начальством, а в каких разумнее промолчать?

Лиза
Опасная боль Опасная боль

Боль в суставах обычно воспринимается, не как что-то опасное. Однако, это не так

Здоровье
Открыть в приложении