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

«Происхождение вкусов: Как любовь к еде сделала нас людьми» «Происхождение вкусов: Как любовь к еде сделала нас людьми»

Как мозг запоминает и классифицирует запахи

N+1
Художник по металлу: как Поль Арзен научил мир видеть прекрасное Художник по металлу: как Поль Арзен научил мир видеть прекрасное

Большинству знатоков автомобилей фамилия Арзен практически ни о чем не говорит

Вокруг света
Паразит из юрского периода подтвердил происхождение скребней от коловраток Паразит из юрского периода подтвердил происхождение скребней от коловраток

Как находка палеонтологов определила систематическое положение скребней

N+1
Чистое место: сауна Чистое место: сауна

Саун в Финляндии больше, чем автомобилей

Вокруг света
Как путешествовать по миру на 50 долларов в день Как путешествовать по миру на 50 долларов в день

Платите меньше, путешествуйте дольше, действуйте с умом

kiozk originals
Филология протеста Филология протеста

Татьяна Алешичева о «Кафедре», университетской комедии о новой этике

Weekend
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
Вокруг окна Вокруг окна

Ремонт и отделка оконных откосов

Идеи Вашего Дома
Американский университет заработал $250 млн на напитке для обезвоженных футболистов: история Gatorade Американский университет заработал $250 млн на напитке для обезвоженных футболистов: история Gatorade

Кто придумал изотоник Gatorade, как делили права и кто сколько получает

VC.RU
Российские биологи определили механизм спаривания половых хромосом птиц Российские биологи определили механизм спаривания половых хромосом птиц

Механизмы объединения половых хромосом оказали схожими для девяти видов птиц

N+1
Радужные плёнки: наблюдения и опыты Радужные плёнки: наблюдения и опыты

Как радужная плёнка появляется на разных предметах?

Наука и жизнь
Археологи обнаружили 36 погребений ацтеков в городе Тлателолько Археологи обнаружили 36 погребений ацтеков в городе Тлателолько

Находки свидетельствуют о повторном заселении города после испанского завоевания

N+1
Проверка на прочность: тест-драйв Chevrolet Camaro 1967 года Проверка на прочность: тест-драйв Chevrolet Camaro 1967 года

Ретромашина, о которой в далеких 1960-х могли мечтать только самые продвинутые

Вокруг света
«Кости: внутри и снаружи» «Кости: внутри и снаружи»

Отрывок из книги хирурга-ортопеда Роя Миллза «Кости: внутри и снаружи»

N+1
Ференц Лист. Непрощенный Ференц Лист. Непрощенный

История композитора Ференца Листа

Караван историй
На Сардинии нашли зуб кашалота со следами обработки возрастом более пяти тысяч лет На Сардинии нашли зуб кашалота со следами обработки возрастом более пяти тысяч лет

Древнейший артефакт нашли на острове Сардиния

N+1
Должны ли у ребенка быть обязанности Должны ли у ребенка быть обязанности

Если ребенок загружен с утра до ночи учебой — должен ли он еще мыть посуду?

СНОБ
Чертова дюжина: 13 автомобилей с провальным дизайном Чертова дюжина: 13 автомобилей с провальным дизайном

Автомобили, которые удивляют своим внешним видом

CHIP
Сюрреалистические леденцы Сюрреалистические леденцы

Творчество Сальвадора Дали украшает прилавки практически всех магазинов

Вокруг света
10 всеми любимых советских мультфильмов про школу 10 всеми любимых советских мультфильмов про школу

Вспомни смешные и добрые мультфильмы советского детства!

Maxim
Вышел клип Хаски Вышел клип Хаски

Как снимали клип Хаски "Реванш"

Esquire
Квантовая теория против гравитации: неужели они в самом деле так отличаются? Квантовая теория против гравитации: неужели они в самом деле так отличаются?

Как примирить два противоречивых столпа современной физики?

Популярная механика
Выделиться из потока: как привлечь внимание венчурного инвестора холодным письмом Выделиться из потока: как привлечь внимание венчурного инвестора холодным письмом

На чем нужно заострить внимание инвестора, чтобы выделиться в потоке проектов

Forbes
Британский авианосец Queen Elisabeth: королева глобальной политики Британский авианосец Queen Elisabeth: королева глобальной политики

Авианосец Queen Elisabeth — самый большой в британской истории боевой корабль

Популярная механика
Теоретики связали движение ядер с когерентностью электронов в молекуле Теоретики связали движение ядер с когерентностью электронов в молекуле

Что происходит с молекулами в аттосекундной абсорбционной спектроскопии

N+1
Как не разочароваться в морском отдыхе на Мальдивах Как не разочароваться в морском отдыхе на Мальдивах

Мальдивы: на что обратить внимание, чтобы не испортить отпуск

РБК
Хрустят запорошенные страницы: почему «Дюна» Дени Вильнева не передает всю сложность фантастической литературы Хрустят запорошенные страницы: почему «Дюна» Дени Вильнева не передает всю сложность фантастической литературы

Почему на экранизацию «Дюны» не стоит возлагать надежд?

Esquire
Над устрицами тоже плачут. Отрывок из книги Алексея Тарханова «До востребования, Париж» Над устрицами тоже плачут. Отрывок из книги Алексея Тарханова «До востребования, Париж»

Отрывок из книги Алексея Тарханова о Париже

СНОБ
Fix Price для кофе Fix Price для кофе

Как бывший топ-менеджер открыл сеть кофеен с фиксированными ценами

Forbes
Принц Гарри: путь от бунтаря до примерного семьянина — и обратно! Принц Гарри: путь от бунтаря до примерного семьянина — и обратно!

Рассказываем о витиеватом жизненном пути принца Гарри

Cosmopolitan
Открыть в приложении