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

Переплавка Луны омолодила ее на пару сотен миллионов лет Переплавка Луны омолодила ее на пару сотен миллионов лет

Планетологи заново оценили возраст Луны, теперь он составляет 4,43–4,53 млрд лет

N+1
Растениеводство под защитой инноваций Растениеводство под защитой инноваций

На что делают акцент производители агрохимии, разрабатывая новые продукты

Агроинвестор
3D-печатные пещеристые тела восстановили эрекцию у свиней 3D-печатные пещеристые тела восстановили эрекцию у свиней

Ученые создали биомиметические модели полового члена свиньи с помощью 3D-печати

N+1
Избранные моменты из скандального интервью Дмитрия Гордона и Моргенштерна Избранные моменты из скандального интервью Дмитрия Гордона и Моргенштерна

Лучшие цитаты из удивительной беседы Гордона и Моргенштерна

Maxim
Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой) Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой)

Не знаете, как быстро возбудить девушку до предела? Вы по адресу!

Playboy
«Появился новый формат — трёхминутная поп-песня»: как фонограф Эдисона изменил музыкальную индустрию «Появился новый формат — трёхминутная поп-песня»: как фонограф Эдисона изменил музыкальную индустрию

Как Томас Эдисон создал фонограф и перевернул музыкальную индустрию

VC.RU
8 ранних признаков рака яичников: от самых очевидных до почти незаметных 8 ранних признаков рака яичников: от самых очевидных до почти незаметных

Симптомы рака яичников, которые нельзя упускать

Cosmopolitan
Лучшее — детям Лучшее — детям

Кирилл Истомин оформил квартиру для своих друзей и их троих сыновей

AD
Волонтёрство: когда это необходимо Волонтёрство: когда это необходимо

Волонтёрством сегодня занимается всё больше людей. Это делает их счастливее

Здоровье
Арт-проект размером с город: как устроен юбилейный Выкса-фестиваль Арт-проект размером с город: как устроен юбилейный Выкса-фестиваль

«Выкса | Арт-Овраг» стал, пожалуй, крупнейшим мультижанровым фестивалем

СНОБ
Голодание: можно ли стать здоровее, отказываясь от еды? Голодание: можно ли стать здоровее, отказываясь от еды?

Современная наука ищет ответ на вопрос: может ли голодание принести пользу

Здоровье
Чистая энергия: как исландцы научились выращивать землянику круглый год Чистая энергия: как исландцы научились выращивать землянику круглый год

Исландия процветает и плодоносит за счет ледников и вулканов

Вокруг света
Вкусные «антидепрессанты»: 10 продуктов, которые содержат триптофан Вкусные «антидепрессанты»: 10 продуктов, которые содержат триптофан

Возможно, в вашем рационе не хватает одной аминокислоты – триптофана

Psychologies
Израильские археологи раскопали в Рамат-ха-Шароне древности византийской и исламской эпох Израильские археологи раскопали в Рамат-ха-Шароне древности византийской и исламской эпох

Археологи раскопали древности византийского и исламского периодов

N+1
Не в коня корм Не в коня корм

Истории людей, которые едят сколько угодно без набора веса, но страдают от этого

Лиза
Как наладить контакт с подростком: инструкция для родителей Как наладить контакт с подростком: инструкция для родителей

Советы психолога помогут найти подход к отдаляющемуся от вас подростку

Psychologies
Измены, разводы, быт: 6 честных фильмов про любовь Измены, разводы, быт: 6 честных фильмов про любовь

Самые честные фильмы о любви

VOICE
Если это удобно Если это удобно

Комфортная мода победила. Надолго ли?

Cosmopolitan
Дворцовый переворот Дворцовый переворот

Двухсотлетний дом, где находится гостевой дом Villa 7

Seasons of life
Ревела, орала, напилась: как я приняла свой диагноз и вылечилась от рака груди Ревела, орала, напилась: как я приняла свой диагноз и вылечилась от рака груди

Наша героиня рассказала о своем опыте борьбы с раком молочной железы

Cosmopolitan
Зеркало, скажи, кто прекраснее всех! 10 фото обычных женщин с фильтрами и без Зеркало, скажи, кто прекраснее всех! 10 фото обычных женщин с фильтрами и без

Естественная красота привлекательнее, чем неестественные фото с фильтрами

Cosmopolitan
Популярные нарушения в городе, за которые лишают прав. Подробности Популярные нарушения в городе, за которые лишают прав. Подробности

Нарушения автомобилистов, которые могут привести к лишению прав

РБК
Как повысить эмоциональный интеллект у детей — три совета от нейробиологов Как повысить эмоциональный интеллект у детей — три совета от нейробиологов

Как развивать эмоциональный интеллект у детей

Inc.
Опыт Kickstarter, Microsoft и других: четырёхдневная рабочая неделя повышает вовлечённость и продуктивность сотрудников Опыт Kickstarter, Microsoft и других: четырёхдневная рабочая неделя повышает вовлечённость и продуктивность сотрудников

Как снизить стресс тем, кто вынужден работать на пятидневке

VC.RU
А вдруг уволят?.. А вдруг уволят?..

Страх потерять работу может быть cтимулом или помехой в карьере

Лиза
Королева Диана Королева Диана

Отрывок из мемуаров легендарного редактора американского Vogue Дианы Вриланд

Vogue
Люди реже женятся, позже заводят детей и дольше живут: как на этом заработать Люди реже женятся, позже заводят детей и дольше живут: как на этом заработать

Как компании помогают решать проблемы старения населения нехватки рабочей силы?

Forbes
Прощай, Бебель! Каким мы запомним Жан-Поля Бельмондо Прощай, Бебель! Каким мы запомним Жан-Поля Бельмондо

Жан-Поль Бельмондо был одним из последних актеров французской новой волны

Cosmopolitan
6 причин полюбить горький шоколад 6 причин полюбить горький шоколад

После этой статьи вы перейдёте на сторону горького шоколада

Популярная механика
В пазырыкском могильнике нашли погребение в каменном ящике и четыре черепа животных В пазырыкском могильнике нашли погребение в каменном ящике и четыре черепа животных

Алтайский археолог представил результаты раскопок кургана железного века

N+1
Открыть в приложении