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

Динамически меняющая внешность маска поможет обмануть систему распознавания лиц Динамически меняющая внешность маска поможет обмануть систему распознавания лиц

Инженеры создали маску, способную изменять форму лица и цвет кожи

N+1
Таша Карлюка: Океаны в трехлитровых банках Таша Карлюка: Океаны в трехлитровых банках

Отрывок из книги прозы Таши Карлюки: рассказы о любви

СНОБ
Нейробиологи показали, как мозг хранит и редактирует наши воспоминания Нейробиологи показали, как мозг хранит и редактирует наши воспоминания

Механизмы, которые хранят и обновляют воспоминания в мозге

ТехИнсайдер
6 конспирологических теорий о катастрофах 11 сентября 2001 года 6 конспирологических теорий о катастрофах 11 сентября 2001 года

Мифы вокруг теракта 11 сентября в США

Популярная механика
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Новый завет Новый завет

Как дизайнеры переосмысляют наследие своих брендов сквозь призму XXI века

Vogue
Айседора Дункан и Сергей Есенин: ссоры и побои вместо романтики Айседора Дункан и Сергей Есенин: ссоры и побои вместо романтики

Была ли красивой история любви поэта Сергея Есенина и танцовщицы Айседоры Дункан

Cosmopolitan
Эффективная логистика: как применяются технологии телематики в грузоперевозках Эффективная логистика: как применяются технологии телематики в грузоперевозках

Необходимость телематики и перспективы ее развития в транспортной отрасли

Популярная механика
Тимоти Шаламе и Дени Вильнев о «Дюне», страхах и первом знакомстве Тимоти Шаламе и Дени Вильнев о «Дюне», страхах и первом знакомстве

Тимоти Шаламе и Дени Вильнев встретились с Cosmo

Cosmopolitan
Эпигенетическую регуляцию в мозге увидели с помощью диеты и МРТ Эпигенетическую регуляцию в мозге увидели с помощью диеты и МРТ

Разработана методика неинвазивной визуализации эпигенетических маркеров в мозге

N+1
Ультраструктурный анализ указал на высокое качество льняной пряжи в Древнем Египте Ультраструктурный анализ указал на высокое качество льняной пряжи в Древнем Египте

Ученые сравнили характеристики древнеегипетского и современного льняного волокна

N+1
Napster, LimeWire и другие: пиратские сервисы из начала 2000-х, которые сделали музыку доступной Napster, LimeWire и другие: пиратские сервисы из начала 2000-х, которые сделали музыку доступной

Какие были популярные пиратские сервисы 2000-х и как они работали

VC.RU
Как устроен терменвокс — единственный в мире бесконтактный музыкальный инструмент Как устроен терменвокс — единственный в мире бесконтактный музыкальный инструмент

Сто лет назад инженер, физик и виолончелист Лев Термен изобрел терменвокс

Популярная механика
Сплошное надувательство Сплошное надувательство

Приключения компаньона, придуманного художником KAWS

GQ
Как парковаться, чтобы не получить штраф. Власти все объяснили Как парковаться, чтобы не получить штраф. Власти все объяснили

Какие правила важно соблюдать на платной парковке?

РБК
Воздушный шар на ниточке и краб-йети: посмотрите на самых пугающих существ, живущих на дне океана Воздушный шар на ниточке и краб-йети: посмотрите на самых пугающих существ, живущих на дне океана

Новые виды животных, поражающие воображение

ТехИнсайдер
Нежелательный матрас: как МВД и «Мужское государство» воюют за чистоту русской нации Нежелательный матрас: как МВД и «Мужское государство» воюют за чистоту русской нации

Борьба с русофобией достигла новых высот

Forbes
Как стресс и волнения сказываются на состоянии кожи Как стресс и волнения сказываются на состоянии кожи

Раздражения, шелушения, краснота — почему количество жалоб на кожу возросло

Psychologies
Как выглядели бы постаревшие звезды в своих фильмах сейчас? (Немного грустная галерея) Как выглядели бы постаревшие звезды в своих фильмах сейчас? (Немного грустная галерея)

Ничто так не демонстрирует быстротечность времени, как современные лица звезд

Maxim
Хвост сэкономил динозавру энергию при ходьбе Хвост сэкономил динозавру энергию при ходьбе

Ученые выяснили, что хвост динозавра позволял экономить энергию

N+1
Вкусные «антидепрессанты»: 10 продуктов, которые содержат триптофан Вкусные «антидепрессанты»: 10 продуктов, которые содержат триптофан

Возможно, в вашем рационе не хватает одной аминокислоты – триптофана

Psychologies
Дом искусства Дом искусства

Исторический палаццо во Флоренции, наполненный предметами искусства

SALON-Interior
Накануне финала Накануне финала

Почему сомелье может стать исчезающей профессией

Forbes
Юность, любовь, девятый вал: каким получился фильм «Море волнуется раз» Юность, любовь, девятый вал: каким получился фильм «Море волнуется раз»

«Море волнуется раз». Тихая картина о любви, ставки на которую делали не все

РБК
Сибирские арктические собаки скрестились со степными и научились пасти оленей Сибирские арктические собаки скрестились со степными и научились пасти оленей

Генетики исследовали происхождение ненецких лаек

N+1
Планетологи нашли очень молодую вулканическую область на Венере Планетологи нашли очень молодую вулканическую область на Венере

Потоки лавы могли течь по Венере всего несколько тысяч лет назад

N+1
Урал Хазиев. Все это рок-н-ролл Урал Хазиев. Все это рок-н-ролл

Урал Хазиев — первый продюссер «ДДТ», хиппи из Уфы и дизайнер одежды

Коллекция. Караван историй
Физики восстановили потерянную квантовую информацию о динамике молекулы азота Физики восстановили потерянную квантовую информацию о динамике молекулы азота

Физики предложили метод обработки данных о сверхбыстрой дифракции электронов

N+1
Чулпан Хаматова: «Роли злодеев – это всегда хулиганство и эксперимент. Мне было очень весело» Чулпан Хаматова: «Роли злодеев – это всегда хулиганство и эксперимент. Мне было очень весело»

Чулпан Хаматова рассказала, чем ее рассмешила книга «Петровы в гриппе»

Grazia
Max Mara. Классика на все времена Max Mara. Классика на все времена

Max Mara идеально описывается словосочетанием haut de gamme ("высший класс")

Караван историй
Открыть в приложении