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

Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога

Ученые выделили фрагменты древних белков из зубной эмали миоценового носорога

N+1
В Гончарной слободе раскопали коронационный стакан из гутного стекла XVIII века В Гончарной слободе раскопали коронационный стакан из гутного стекла XVIII века

Российские археологи обнаружили более 500 артефактов в Гончарной слободе

N+1
Истина Шредингера: почему физики не могут договориться об устройстве мира Истина Шредингера: почему физики не могут договориться об устройстве мира

Почему взгляды ученых на природу реальности драматически расходятся?

Forbes
Холодные молекулы в трехмерном газе защитили с помощью электрического поля Холодные молекулы в трехмерном газе защитили с помощью электрического поля

Изучение квантовых газов открывает дорогу к наблюдению необычных эффектов

N+1
Как читать книги Как читать книги

Руководство по чтению великих произведений

kiozk originals
Почему электронному голосованию пока рано верить Почему электронному голосованию пока рано верить

Технология электронного голосования ненадежна

Forbes
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
5 необычных вещей, которые массово воруют в разных странах 5 необычных вещей, которые массово воруют в разных странах

Что воруют в США, Новой Зеландии, Венесуэле и Италии?

Maxim
Красота требует жертв? 8 неприятных, но очень эффективных бьюти-процедур Красота требует жертв? 8 неприятных, но очень эффективных бьюти-процедур

Ради идеальной внешности девушки готовы терпеть настоящую боль

VOICE
6 привычек, которые вредят отношениям 6 привычек, которые вредят отношениям

Возможно, пора изменить что-то в себе, чтобы и отношения изменились к лучшему?

Psychologies
Падение дома Браганса Падение дома Браганса

Почему был изгнан император Бразилии Педру II

Вокруг света
Откуда взялись знаменитые короткие мелодии и звуки из заставок Netflix, HBO, Windows, Apple и фильмов Откуда взялись знаменитые короткие мелодии и звуки из заставок Netflix, HBO, Windows, Apple и фильмов

История создания трехсекундного звука бывает интереснее создания песни

Maxim
В Уфе чиновники торжественно открыли светофор. Вспоминаем и другие чудные открытия В Уфе чиновники торжественно открыли светофор. Вспоминаем и другие чудные открытия

Так, чего доброго, до тотальной газификации дойдет!

Maxim
Что такое кодирование от алкоголизма: способы, риски и мифы Что такое кодирование от алкоголизма: способы, риски и мифы

Самые популярные способы лечения алкоголизма

Популярная механика
Дожить до золотой свадьбы: 4 главных правила создания долгих отношений Дожить до золотой свадьбы: 4 главных правила создания долгих отношений

Если вы знаете, чего ждать после медового месяца, то это поможет сохранять союз

Cosmopolitan
Худеем по аюрведе Худеем по аюрведе

Уникальная система питания из Древней Индии

Лиза
Вкусные «антидепрессанты»: 10 продуктов, которые содержат триптофан Вкусные «антидепрессанты»: 10 продуктов, которые содержат триптофан

Возможно, в вашем рационе не хватает одной аминокислоты – триптофана

Psychologies
5 ошибок Сергея Рыжикова, сооснователя «Битрикс24» и «1С-Битрикс» 5 ошибок Сергея Рыжикова, сооснователя «Битрикс24» и «1С-Битрикс»

О просчетах, которые Сергей Рыжиков совершил за время существования компании

Inc.
Autonomous Land Vehicle: первый в мире беспилотный автомобиль Autonomous Land Vehicle: первый в мире беспилотный автомобиль

История первого беспилотника от DARPA, просуществовавшего 4 года

Популярная механика
Советский абьюз Советский абьюз

«Общага» Романа Васьянова, драма о смене эпох

Weekend
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
«Не плодите нищету». У родителей забрали 6 детей из-за жизни в антисанитарии «Не плодите нищету». У родителей забрали 6 детей из-за жизни в антисанитарии

Шестеро детей были найдены живущими в ужасном доме

Cosmopolitan
Химия была, но мы расстались: как фотограф Ольга Павлова помогает пережить онкологию Химия была, но мы расстались: как фотограф Ольга Павлова помогает пережить онкологию

Фотограф Ольга Павлова — о фототерапии и лиге онкофотографов

Forbes
Неслабый пол: как гендерные стереотипы закаляют женщин в бизнесе Неслабый пол: как гендерные стереотипы закаляют женщин в бизнесе

Предпринимательницы: как преодолеть предубеждения и построить свой бизнес

Cosmopolitan
Дислексия: как распознать проблему и помочь ребенку Дислексия: как распознать проблему и помочь ребенку

Что такое дислексия и как помочь ребенку с ней справиться

Psychologies
Правило № 66. Нас ждет новый интернет Правило № 66. Нас ждет новый интернет

Как в скором времени будут зарабатывать инфлюенсеры

Tatler
Фундамент водного мира Фундамент водного мира

Обустройство пола в санузле

Идеи Вашего Дома
Зачем российским учёным виртуальный ядерный реактор Зачем российским учёным виртуальный ядерный реактор

НИЯУ МИФИ разрабатывают комплексный цифровой двойник учебного ядерного реактора

Популярная механика
Почему быть застенчивым не всегда плохо? Почему быть застенчивым не всегда плохо?

Как скромность, иногда даже излишняя, может стать нашим хорошим другом

Psychologies
Дворцовый переворот Дворцовый переворот

Двухсотлетний дом, где находится гостевой дом Villa 7

Seasons of life
Открыть в приложении