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

Робособаку научили карабкаться по стенам враспор Робособаку научили карабкаться по стенам враспор

Как инженеры научили робособаку научили эффективно двигаться по вертикали

N+1
Вне поля зрения Вне поля зрения

Способы сделать шторный карниз невидимым

Идеи Вашего Дома
Астрономы увидели старт образования экзопланет в протопланетном диске Астрономы увидели старт образования экзопланет в протопланетном диске

Как образовываются твердые тела в диске протозвезды

N+1
7 мифов о том, когда рожать первого ребенка 7 мифов о том, когда рожать первого ребенка

Когда нужно рожать ребенка? Сколько для этого нужно зарабатывать?

9 месяцев
Лето без хита: почему в музыке не хватило героев и при чем тут Морган Уоллен Лето без хита: почему в музыке не хватило героев и при чем тут Морган Уоллен

Год без хита: как музыка ушла в прошлое

Правила жизни
Полоски, пятна, странный цвет: 7 проблем со здоровьем, о которых говорят ногти Полоски, пятна, странный цвет: 7 проблем со здоровьем, о которых говорят ногти

Вид ногтей может рассказать о твоем здоровье куда больше, чем принято считать

Cosmopolitan
«Мужчина зарабатывает меньше меня»: пора расходиться? «Мужчина зарабатывает меньше меня»: пора расходиться?

Как договориться при разном заработке и помочь друг другу развиваться?

Psychologies
Как купить машину, которая не теряет в цене Как купить машину, которая не теряет в цене

Выбирай автомобиль без глупостей!

Maxim
Перуанская орхидея инков Перуанская орхидея инков

Перуанская орхидея инков, в сущности, никакая не «инков»

Weekend
Куда же вы? 10 известных детей, которые выросли слишком быстро Куда же вы? 10 известных детей, которые выросли слишком быстро

Если чужие дети растут быстро, то знаменитые дети - в три раза быстрее

Cosmopolitan
Триатлон и зубная паста: 6 неявных признаков измены Триатлон и зубная паста: 6 неявных признаков измены

Эти сигналы говорят о том, что, вероятно, у твоего любимого появилась другая

Cosmopolitan
Почему мы «живем» в социальных сетях: 6 причин Почему мы «живем» в социальных сетях: 6 причин

Чего нам не хватает в реальной жизни, что заставляет нас «зависать» в соцсетях?

Psychologies
Система П.В.О. – Пелевин Виктор Олегович Система П.В.О. – Пелевин Виктор Олегович

Журналист Роман Супер позвонил писателю Виктору Пелевину, но ошибся номером

Esquire
Чем занимались музыканты АВВА после распада квартета и до сего дня Чем занимались музыканты АВВА после распада квартета и до сего дня

Почти 40 лет музыканты ABBA пребывали в параллельной вселенной

Maxim
Загадочные Загадочные

В океанах Австралии обитает поразительное разнообразие живых существ

Популярная механика
В Сибири вывели новый сорт картофеля В Сибири вывели новый сорт картофеля

Ученые вывели новые перспективный сорт картофеля с большим содержанием крахмала

Популярная механика
Pre-IPO инвестиции: иски, хайп, дезинформация, путь вслепую Pre-IPO инвестиции: иски, хайп, дезинформация, путь вслепую

Как инвестору разобраться в рынке pre-IPO и на какие удочки не стоит попадаться

Forbes
Предсказал будущее интернета в 90-ых и пропал, когда его прогнозы стали сбываться: история Филипа Агре Предсказал будущее интернета в 90-ых и пропал, когда его прогнозы стали сбываться: история Филипа Агре

Филип Агре рассказал об опасности сбора данных ещё до запуска Google и Amazon

VC.RU
Чистая правда Чистая правда

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

Лиза
«Вот и всё. Зачем мы пугаем себя концом света?» «Вот и всё. Зачем мы пугаем себя концом света?»

Конец, который предсказывают нам большинство ученых

N+1
Двойные послания в отношениях: что это такое и как их избежать? Двойные послания в отношениях: что это такое и как их избежать?

Как научиться конструктивному общению

Psychologies
Бизнес скульптора (почти) с нуля: как в него прийти, сколько денег приносит, откуда клиенты и куда расти Бизнес скульптора (почти) с нуля: как в него прийти, сколько денег приносит, откуда клиенты и куда расти

Пётр Зайцев в 40 лет решил сменить профессию и стать скульптором

VC.RU
Первым делом — экология. Как живые существа помогают архитекторам очищать воду Первым делом — экология. Как живые существа помогают архитекторам очищать воду

Что такое биологические методы очистки воды и как они работают?

Популярная механика
Как нами манипулируют. Разбираем распространенные риторические уловки Как нами манипулируют. Разбираем распространенные риторические уловки

Разбираем словесные приемы и неэтичные риторические установки

Inc.
7 лучших кинотрилогий 7 лучших кинотрилогий

Франшизы, где вторая и третьи части также хороши, как и первая (а то и лучше)!

Maxim
Я хочу стать веб-дизайнером — что делать Я хочу стать веб-дизайнером — что делать

Кто такой веб-дизайнер и как им стать?

Популярная механика
Как криолиполиз изуродовал супермодель Линду Евангелисту и почему это случилось Как криолиполиз изуродовал супермодель Линду Евангелисту и почему это случилось

Супермодель Линда Евангелиста стала жертвой косметолога

Cosmopolitan
Робин Уильямс Робин Уильямс

Робину Уильямсу могло исполниться 70 лет

Playboy
Отборные дети Отборные дети

Чем генетика может помочь родителям, мечтающим о здоровом потомстве

Vogue
«Азбука вкуса» перешла на бумажные крышки для кофе «Азбука вкуса» перешла на бумажные крышки для кофе

Продуктовый ретейлер «Азбука вкуса» отказался от пластиковых крышек для кофе

Inc.
Открыть в приложении