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

Потепление обрекло гренландских китов на отравление водорослевыми токсинами Потепление обрекло гренландских китов на отравление водорослевыми токсинами

Во время аномального тепла динофлагелляты массово прорастают из цист китов

N+1
Как выбрать пиджак, который хорошо сядет на фигуре, — главные правила и советы Как выбрать пиджак, который хорошо сядет на фигуре, — главные правила и советы

На какие нюансы обратить внимание, чтобы найти идеальную посадку пиджака

Cosmopolitan
Ученые предсказали точную дату конца Вселенной— и он случится раньше, чем предполагалось Ученые предсказали точную дату конца Вселенной— и он случится раньше, чем предполагалось

Ученые впервые назвали точную дату конца Вселенной

Inc.
Атмосферное электричество — часть среды нашего обитания Атмосферное электричество — часть среды нашего обитания

Электричество атмосферного пограничного слоя — давний предмет познания

Наука и жизнь
Пища для глаз: что такое визуальный голод и как фотографии еды воздействуют на мозг Пища для глаз: что такое визуальный голод и как фотографии еды воздействуют на мозг

Как наш мозг реагирует на виртуальное питание

Forbes
Будь начеку: 5 неочевидных признаков диабета, которые нельзя игнорировать Будь начеку: 5 неочевидных признаков диабета, которые нельзя игнорировать

Нетипичные признаки диабета, которые встречаются довольно часто

Cosmopolitan
Кудри на гвоздях, эпиляция пемзой: жуткие, но правдивые бьюти-истории из 90-х Кудри на гвоздях, эпиляция пемзой: жуткие, но правдивые бьюти-истории из 90-х

Как женщины наводили марафет в 90-х?

Cosmopolitan
Цикорий: польза, противопоказания, комментарий эксперта Цикорий: польза, противопоказания, комментарий эксперта

Цикорий может быть полезен для здоровья сердца, нормализации пищеварения и веса

РБК
Проверка на прочность: тест-драйв Chevrolet Camaro 1967 года Проверка на прочность: тест-драйв Chevrolet Camaro 1967 года

Ретромашина, о которой в далеких 1960-х могли мечтать только самые продвинутые

Вокруг света
«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
Сигналы Starlink и высотомер использовали для геолокации с точностью в несколько метров Сигналы Starlink и высотомер использовали для геолокации с точностью в несколько метров

Сигналы интернет-спутников Starlink можно использовать для геолокации

N+1
Музыка света — как связаны лазеры, наночастицы и музыкальные инструменты Музыка света — как связаны лазеры, наночастицы и музыкальные инструменты

Физики открыли новый физический эффект, связанный со светом

Популярная механика
Отражение времени Отражение времени

Самые травматичные beauty-воспоминаниями – брови ниточкой и татуаж губ

Harper's Bazaar
Не упал — значит, не было Не упал — значит, не было

«А было ли вообще событие, если на нем не упал ни один королевский гвардеец?»

Лиза
Выделиться из потока: как привлечь внимание венчурного инвестора холодным письмом Выделиться из потока: как привлечь внимание венчурного инвестора холодным письмом

На чем нужно заострить внимание инвестора, чтобы выделиться в потоке проектов

Forbes
Любовь и яблоки Любовь и яблоки

Ксения Рождественская о «Яблоках», фильме о границах памяти

Weekend
Здоровый сон: фильмы, которые успокоят вас вечером Здоровый сон: фильмы, которые успокоят вас вечером

Фильмы, которые помогут согреться после трудного дня

GQ
Продукты против старения Продукты против старения

Как с помощью рациона замедлить естественные возрастные изменения?

Лиза
Гештальт-терапия: что это? Гештальт-терапия: что это?

Если взять на себя ответственность за свою жизнь, можно решить многие проблемы

Cosmopolitan
В Африке зафиксировали распространение устойчивого к лекарствам малярийного плазмодия В Африке зафиксировали распространение устойчивого к лекарствам малярийного плазмодия

Малярийный плазмодий встречается в Азии, но в Африке появился независимо

N+1
Рэперы против футболистов: кто зарабатывает больше Рэперы против футболистов: кто зарабатывает больше

Рэп и футбол: где кошельки толще?

GQ
Исторический экскурс: как наши предки следили за гигиеной Исторический экскурс: как наши предки следили за гигиеной

Как изменялись средства личной женской гигиены?

Популярная механика
Рабство, суды и звездная родня: малоизвестные истории о Wildberries Рабство, суды и звездная родня: малоизвестные истории о Wildberries

В самом маркетплейсе по традиции все отрицают.

Maxim
Подтяжка манекенщицы: новый и простой тренд в пластике, который делает моложе Подтяжка манекенщицы: новый и простой тренд в пластике, который делает моложе

Высокие скулы и объемные губы Анджелины Джоли давно неактуальны!

Cosmopolitan
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
Одомашнивание: как человек приручит микромир Одомашнивание: как человек приручит микромир

До конца десятилетия произойдет очередная революция: человек приручит микромир

Популярная механика
Хлебное место Хлебное место

В Турции по-прежнему хлеб всему голова

Вокруг света
Фантастические организации, которые управляют развитием цивилизации Фантастические организации, которые управляют развитием цивилизации

Фантастические книги о могущественных организациях

Популярная механика
Как абстрактная математика помогает конкретной физике Как абстрактная математика помогает конкретной физике

Абстрактные математические теории помогают физикам понять, как устроен наш мир

Популярная механика
Топ-15 самых популярных в России пород собак Топ-15 самых популярных в России пород собак

Породы собак, которые наши с тобой соотечественники чаще всего заводят

Maxim
Открыть в приложении