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

Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе

Астрономы нашли экзогиганта на необычно широкой и ретроградной орбите

N+1
На пути к прогрессу На пути к прогрессу

Стоит ли отменять запрет на выращивание ГМ-культур в России

Агроинвестор
За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению

Почему особи бесполых дафний плохо переносят потепление

N+1
15 мыслей Евгения Стычкина 15 мыслей Евгения Стычкина

Евгений Стычкин – о кино, театре, режиссуре и о жизни

GQ
Опальная молекула: почему высокий уровень холестерина считают угрозой для здоровья Опальная молекула: почему высокий уровень холестерина считают угрозой для здоровья

Холестерин: какую роль он играет в организме и почему вокруг него одни скандалы?

Forbes
Как выглядят звёздные луки на обычной женщине Как выглядят звёздные луки на обычной женщине

Пышные формы и правда мало что меняют, если наряд подобран правильно

Cosmopolitan
Запах насилия и полеты носорогов Запах насилия и полеты носорогов

Рассказываем о лауреатах Шнобелевской премии-2021

N+1
Интернет, нейросети и искусственная еда: что предсказали Стругацкие Интернет, нейросети и искусственная еда: что предсказали Стругацкие

Что предсказали фантасты братья Стругацкие

Культура.РФ
«Муж взял с меня обещание, что после его смерти я останусь одинокой» «Муж взял с меня обещание, что после его смерти я останусь одинокой»

Муж потребовал обета безбрачия — не выходить замуж после его смерти

Psychologies
«Муж и его любовница хотят свести меня с ума»: как я стала жертвой газлайтинга «Муж и его любовница хотят свести меня с ума»: как я стала жертвой газлайтинга

Из-за действий мужа и его любовницы она оказалась на грани суицида

Cosmopolitan
Экологичной моды не существует: до 8% всех выбросов парниковых газов производят fashion-бренды Экологичной моды не существует: до 8% всех выбросов парниковых газов производят fashion-бренды

Самые крупные бренды одежды не смогут сократить свои выбросы даже к 2030 году

Inc.
Вечное движение: как ищут черное золото под толщей воды Вечное движение: как ищут черное золото под толщей воды

Здесь находится четверть российской нефти

Вокруг света
Ком в горле и другие проблемы с шеей: от безобидных до очень опасных Ком в горле и другие проблемы с шеей: от безобидных до очень опасных

Любые изменения в шее пугают и заставляют волноваться

Cosmopolitan
Окружение намного сильнее влияет на пользователей соцсетей, чем считалось раньше: новое исследование Окружение намного сильнее влияет на пользователей соцсетей, чем считалось раньше: новое исследование

Как люди в онлайновых социальных сетях влияют друг на друга

Популярная механика
Врачебная этика vs маркетинг. Как выбрать пластического хирурга и не ошибиться Врачебная этика vs маркетинг. Как выбрать пластического хирурга и не ошибиться

Клиники пластической хирургии живут по законам бизнеса

СНОБ
MAXIM посмотрел новый фильм «Дюна» и забыл, что книга лучше MAXIM посмотрел новый фильм «Дюна» и забыл, что книга лучше

Можно прекратить грызть кактус и закопать видеокассету с «Дюной» Дэвида Линча

Maxim
Постоянная тонкой структуры выросла десятикратно в спиновом льду Постоянная тонкой структуры выросла десятикратно в спиновом льду

Физики смоделировали коллективные эффекты в спиновом льде

N+1
«Темная» сторона общепита: как изменился рынок доставки еды за полтора года пандемии «Темная» сторона общепита: как изменился рынок доставки еды за полтора года пандемии

Как изменились правила игры на рынке общественного питания

Inc.
Из оптически левитирующих частиц предложили сделать гироскоп Из оптически левитирующих частиц предложили сделать гироскоп

Физики изучили поведение левитирующей в оптическом пинцете микрочастицы

N+1
Как понимать Как понимать

Для тех, кто пока не научился понимать Серебренникова

Esquire
Все побежали, и я побежал: почему бег стал так популярен? Все побежали, и я побежал: почему бег стал так популярен?

Почему число бегунов стремительно растет?

Psychologies
Падение дома Браганса Падение дома Браганса

Почему был изгнан император Бразилии Педру II

Вокруг света
Аномальную ионизацию атомов объяснили резонансами Аномальную ионизацию атомов объяснили резонансами

Физики провели численную симуляцию процесса ионизации атома водорода

N+1
Могучий БелАЗ-75710: грузоподъемность 450 тонн Могучий БелАЗ-75710: грузоподъемность 450 тонн

Осенью 2013 года легендарный БелАЗ в очередной раз заставил о себе говорить

Популярная механика
«Я родилась без вагины и сделала ее сама»: откровенный рассказ об очень личном «Я родилась без вагины и сделала ее сама»: откровенный рассказ об очень личном

Жительница Австралии Элли Хенсли родилась без вагины

Cosmopolitan
Умное и еще умнее. Кому на самом деле нужно электронное голосование Умное и еще умнее. Кому на самом деле нужно электронное голосование

Технический прогресс вдруг оказался против прогресса общественного

СНОБ
Молекулы предложили переводить в хиральную суперпозицию Молекулы предложили переводить в хиральную суперпозицию

Физики описали молекулы в квантовой суперпозиции

N+1
«Мне легче делать, а не говорить». Интервью с режиссером Кирой Коваленко «Мне легче делать, а не говорить». Интервью с режиссером Кирой Коваленко

Кира Коваленко — о ее происхождении и отношениях с Кавказом

Esquire
Всегда готова Всегда готова

Как правильно применять для гидроизоляции уже готовые мастики

Идеи Вашего Дома
В бой идет один сталинист В бой идет один сталинист

Как Всеволод Кочетов пытался спасти советскую культуру, но обнаружил пустоту

Weekend
Открыть в приложении