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

«История как наука и политика: Эксперименты в историографии и Советский проект» «История как наука и политика: Эксперименты в историографии и Советский проект»

Как Вавилов стал посредником между научным сообществом и большевиками

N+1
День в Торжке День в Торжке

Гуляем по Торжку вместе с филологом и экскурсоводом

Seasons of life
Спуститься с небес: как технологии космоса влияют на нашу жизнь Спуститься с небес: как технологии космоса влияют на нашу жизнь

Как навигатор, упаковки для кофе и сковородки связаны с космосом?

СНОБ
Лионель Месси Лионель Месси

Лионель Месси сегодня на пике формы и уже точно войдет в историю футбола

Maxim
Средство достижения цели, препятствие или враг: как вы относитесь к настоящему времени — и почему это важно Средство достижения цели, препятствие или враг: как вы относитесь к настоящему времени — и почему это важно

Чем важен навык жить настоящим? И что мешает нам его развить?

Psychologies
5 признаков опытного манипулятора 5 признаков опытного манипулятора

Моменты, которые могли бы вас насторожить и предостеречь: рядом манипулятор

Psychologies
Ой, я такая внезапная! Как знаки зодиака ведут себя на первом свидании Ой, я такая внезапная! Как знаки зодиака ведут себя на первом свидании

Магический шар рассказывает, как ты ведешь себя на первой встрече с мужчиной

Cosmopolitan
10 советов, следуя которым вы будете обречены на богатство 10 советов, следуя которым вы будете обречены на богатство

10 советов, следуя которым вы будете обречены на успех

GQ
Современные змеи произошли от шести переживших динозавров групп Современные змеи произошли от шести переживших динозавров групп

После вымирания нептичьих динозавров змеи пережили резкий всплеск разнообразия

N+1
Девушка довела парня до слез, организовав секс втроем … с его бывшей Девушка довела парня до слез, организовав секс втроем … с его бывшей

Девушка организовала секс втроем, пригласив бывшую девушку парня

Cosmopolitan
Флюороз: инструкция по спасению «пятнистых» зубов Флюороз: инструкция по спасению «пятнистых» зубов

Что собой представляет флюороз и как предупредить это некрасивое заболевание?

Cosmopolitan
5 stop-действий в браке 5 stop-действий в браке

Как, желая укрепить брак, случайно не свернуть не туда?

Лиза
Стать частью природы. Что такое экотуризм и как он развивается в России Стать частью природы. Что такое экотуризм и как он развивается в России

О видах экологического туризма, его развитии и местах, где им можно заняться

СНОБ
Прошла и говорю Прошла и говорю

Актриса Екатерина Варнава — о своих внутренних и внешних переменах

Tatler
Страна детства Страна детства

Детская комната – особый мир, где изменяются пространство и время

Лиза
Жизнь с гастритом: как правильно подобрать диету Жизнь с гастритом: как правильно подобрать диету

Какие виды диет существуют при гастрите и какой рацион выбрать при обострении

РБК
Какой язык появился позже всех на Земле Какой язык появился позже всех на Земле

Какой язык можно считать самым современным?

Популярная механика

Спорим, мы знаем, что ценнее всего для тебя?

Cosmopolitan
Инфоцыгане или спасители жизней? Кто они – Елена Блиновская и другие инстафеи Инфоцыгане или спасители жизней? Кто они – Елена Блиновская и другие инстафеи

Кто такие инстафеи?

Cosmopolitan
Режиссер Кира Коваленко — о Кавказе, Каннах и кино Режиссер Кира Коваленко — о Кавказе, Каннах и кино

Кирой Коваленко о правдивости кино и нежности, живущую на Кавказе

РБК
Ссоры с мамой, своя модная коллекция: малоизвестные факты о Надежде Михалковой Ссоры с мамой, своя модная коллекция: малоизвестные факты о Надежде Михалковой

10 интересных фактов о Надежде Михалковой

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

Самые честные фильмы о любви

VOICE
Трагичная судьба дочери Куприна, бросившей родителей: от славы к одиночеству Трагичная судьба дочери Куприна, бросившей родителей: от славы к одиночеству

Киса Куприна — как она смогла затмить известность её отца-писателя?

Cosmopolitan
Как российские художники осваивают дополненную реальность Как российские художники осваивают дополненную реальность

Медиаискусство выходит на новый уровень, и сейчас мы об этом поговорим

GQ
Почему исчезла цивилизация индейцев Майя Почему исчезла цивилизация индейцев Майя

Почему процветающая цивилизация Майя рухнула

Популярная механика
Страшная авария и неверный муж: две главные трагедии Фриды Кало Страшная авария и неверный муж: две главные трагедии Фриды Кало

По сути история жизни Фриды Кало — это история одной большой боли

Cosmopolitan
«Меня подкосила болезнь папы»: Николай Басков признался, почему не женился «Меня подкосила болезнь папы»: Николай Басков признался, почему не женился

Николай Басков откровенно рассказал о личной жизни и планах на будущее

Cosmopolitan
Ностальгия по лету: ироничные комиксы, в которых себя узнает каждая девушка Ностальгия по лету: ироничные комиксы, в которых себя узнает каждая девушка

Эпичные жизненные ситуации, с которыми сталкиваются девушки летом

Cosmopolitan
5 ритуалов совершеннолетия в Древнем мире 5 ритуалов совершеннолетия в Древнем мире

Совершеннолетие в Древнем Риме, Спарте, Китае, у ацтеков и викингов

Maxim
Смотрим лучшие клипы королевы современной поп-музыки – Бейонсе Смотрим лучшие клипы королевы современной поп-музыки – Бейонсе

Лучшие клипы Бейонсе: Destiny's Child, ранние работы и фиты с Jay-Z

GQ
Открыть в приложении