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

«Поднебесная: 4000 лет китайской цивилизации» «Поднебесная: 4000 лет китайской цивилизации»

Как выглядели семь великих морских экспедиций начала XV века

N+1
5 советов Уоррена Баффетта, которые помогут добиться успеха 5 советов Уоррена Баффетта, которые помогут добиться успеха

Советы Баффета, которые будут полезны каждому предпринимателю

Inc.
Пиво сделало людей более привлекательными для комаров Пиво сделало людей более привлекательными для комаров

Пиво привлекает комаров, а душ и солнцезащитный крем отталкивают

N+1
«Казалось, что я в гробу и в крышку молотками заколачивают гвозди». Как была устроена карательная психиатрия в СССР «Казалось, что я в гробу и в крышку молотками заколачивают гвозди». Как была устроена карательная психиатрия в СССР

Отрывок из книги «Девятый круг. Одиссея диссидента в психиатрическом ГУЛАГе»

СНОБ
Стресс на работе: как распознать и что делать Стресс на работе: как распознать и что делать

Основные факторы возникновения стресса на работе и его влияние на организм

Inc.
Тихие омуты Тихие омуты

Инновации в унитазах: чем подкупает вариант с инсталляцией

Идеи Вашего Дома
Археологи впервые нашли в Нижнем Приангарье бронзовых птиц раннего железного века Археологи впервые нашли в Нижнем Приангарье бронзовых птиц раннего железного века

Археологи впервые обнаружили орнитоморфные бронзовые фигурки

N+1
Отдать нельзя пользоваться: как вернуть вещи в магазин, рассказывает юрист Отдать нельзя пользоваться: как вернуть вещи в магазин, рассказывает юрист

Как вернуть купленную вещь обратно в магазин?

Cosmopolitan
Молекулы предложили переводить в хиральную суперпозицию Молекулы предложили переводить в хиральную суперпозицию

Физики описали молекулы в квантовой суперпозиции

N+1
Самые мрачные здания и сооружения со всего мира (инфернальная подборка) Самые мрачные здания и сооружения со всего мира (инфернальная подборка)

Самые жуткие представители архитектуры

Maxim
Новый теропод из Узбекистана оказался верховным хищником своей экосистемы Новый теропод из Узбекистана оказался верховным хищником своей экосистемы

Теропод из Узбекистана мог достигать восьми метров в длину

N+1
8 признаков того, что ваш возлюбленный — нарцисс 8 признаков того, что ваш возлюбленный — нарцисс

Нарциссы совершенно не понимают, как их поведение сказывается на близких

Psychologies
Замок из песка. В Венеции показали «Дюну» Дени Вильнева Замок из песка. В Венеции показали «Дюну» Дени Вильнева

Фантастический фильм Дени Вильнева оказался жертвой завышенных ожиданий

РБК
Никто не услышит Никто не услышит

Звукоизолирующие межкомнатные двери

Идеи Вашего Дома
Предсказать будущее на 8 секунд Предсказать будущее на 8 секунд

Российский дата-сайнтист решал важную задачу в индустрии автономного вождения

Популярная механика
Назло зловредам: топ-7 лучших бесплатных антивирусов для Windows Назло зловредам: топ-7 лучших бесплатных антивирусов для Windows

Семь лучших бесплатных антивирусов, которые помогут защитить ваш компьютер

CHIP
Срок годности: что такое AGE-продукты и почему их употребление стоит сократить Срок годности: что такое AGE-продукты и почему их употребление стоит сократить

Какие риски для здоровья и внешности скрываются за AGE-маркировкой?

Esquire
«Хоспис — это дом, где берегут жизнь, сколько бы ее ни осталось». К 15-летию благотворительного фонда «Вера» «Хоспис — это дом, где берегут жизнь, сколько бы ее ни осталось». К 15-летию благотворительного фонда «Вера»

Сборник историй, которыми делились пациенты хосписов и волонтеры

СНОБ
10 вопросов-ловушек, которые девушки задают на первом свидании, и как на них отвечать 10 вопросов-ловушек, которые девушки задают на первом свидании, и как на них отвечать

О чем девушки спрашивают парней во время знакомства

Maxim
Неожиданно не за что ругать, но шпионить с ними слишком легко: мнения о первых очках с камерами от Facebook и Ray-Ban Неожиданно не за что ругать, но шпионить с ними слишком легко: мнения о первых очках с камерами от Facebook и Ray-Ban

Какими получились умные очки Ray-Ban и Facebook

VC.RU
Ешь, спи, касайся: 7 простых способов сделать брак идеальным Ешь, спи, касайся: 7 простых способов сделать брак идеальным

Что надо делать, чтобы сохранить брак на долгие годы

Cosmopolitan
Урс лепки Урс лепки

Урс Фишер, «Большой глиной № 4», автор отвечает на наболевшие вопросы

Harper's Bazaar
Ноль реакции: кому и когда нужна гипоаллергенная диета Ноль реакции: кому и когда нужна гипоаллергенная диета

В чем суть гипоаллергенной диеты и для чего она нужна

РБК
Леди не шевелится Леди не шевелится

Что мешает девушкам из аристократических семей превратиться в королев инстаграма

Tatler
18 минут в день, чтобы стать успешным 18 минут в день, чтобы стать успешным

Всего 18 минут в день достаточно, чтобы в корне изменить течение жизни

Psychologies
Гёттинген на берегах Невы: Бесподобный учитель Пауль Эренфест Гёттинген на берегах Невы: Бесподобный учитель Пауль Эренфест

Кто такой Пауль Эренфест и что он сделал для физики?

Наука и жизнь
Личный опыт: как выстроить культуру в компании и избежать текучки Личный опыт: как выстроить культуру в компании и избежать текучки

Как корпоративная культура помогает нам развивать продукт небольшой командой

Inc.
Обман мнениями Обман мнениями

Сергей Евдокимов рассказал о том, почему фейк-ньюс часто оказываются правдой

Esquire
Пропил этил Пропил этил

История встречи, любви и расставания мужчины и стакана

Men’s Health
Поступь конца света: почему ученые говорят об опасности нового массового вымирания? Поступь конца света: почему ученые говорят об опасности нового массового вымирания?

Массовое вымирание – событие, которое сопровождается узнаваемыми явлениями

Популярная механика
Открыть в приложении