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

1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы 1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы

Старейший можжевельник из Финляндии рос с 260 по 1906 год

N+1
Разработчики камер показали, как водители прячут номера. Примеры и фото Разработчики камер показали, как водители прячут номера. Примеры и фото

Водители пробуют разные способы, чтобы обмануть камеры и избежать штрафов

РБК
Аналог ацтекского омичикауацтли из человеческой кости выявили среди находок из Техаса Аналог ацтекского омичикауацтли из человеческой кости выявили среди находок из Техаса

Какие ацтекские артефакты обнаружили на юге Техаса

N+1
Не молчи об этом: 5 вещей, о которых нужно не стесняться говорить девушке в постели Не молчи об этом: 5 вещей, о которых нужно не стесняться говорить девушке в постели

Обсуждать эти моменты во время секса — вполне естественно и нормально

Playboy
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Пышная свадьба и генетика: 10 факторов, увеличивающих вероятность развода Пышная свадьба и генетика: 10 факторов, увеличивающих вероятность развода

Какие факторы увеличивают риск того, что брак не продержится долго

Cosmopolitan
Счастье из воздуха Счастье из воздуха

В светской Москве новый тренд — дышать газом

Tatler
Сиа, Бен Аффлек, Майли Сайрус: кто признал алкоголизм и смог завязать Сиа, Бен Аффлек, Майли Сайрус: кто признал алкоголизм и смог завязать

Кто из знаменитостей отказался от разрушительной привычки

РБК
Что такое броулифт: пугающая техника, которой исправляют татуаж Что такое броулифт: пугающая техника, которой исправляют татуаж

Неудачный перманентный макияж бровей не такая уж редкая история

Cosmopolitan
Нейрофизиологи выяснили механизм действия сонаты Моцарта на эпилептиков Нейрофизиологи выяснили механизм действия сонаты Моцарта на эпилептиков

Сонаты Моцарта изменяют активность лобной коры мозга

N+1
Карта акне: что расположение прыщей на лице говорит о твоем здоровье Карта акне: что расположение прыщей на лице говорит о твоем здоровье

Расположение прыщей на лице может многое сказать о причинах их появления

Cosmopolitan
Партнер не вовлечен в отношения: как быть? Партнер не вовлечен в отношения: как быть?

Откуда же берется слабая эмоциональная вовлеченность?

Psychologies
Гротескный рай для раскаявшегося чекиста: «Капитан Волконогов бежал», предположительно, лучший российский фильм года Гротескный рай для раскаявшегося чекиста: «Капитан Волконогов бежал», предположительно, лучший российский фильм года

Драма о том, как капитан НКВД пытается вымолить прощение у одной из своих жертв

Esquire
Не верь, не делай: народные советы и рецепты из Сети, которые не работают Не верь, не делай: народные советы и рецепты из Сети, которые не работают

Правда о популярных "народных" рецептах в области косметологии

Cosmopolitan
«Домашний был человек, ничего плохо не делал»: что известно о стрелке из Перми «Домашний был человек, ничего плохо не делал»: что известно о стрелке из Перми

Что сподвигло Тимура Бекмансурова открыть стрельбу в университете в Перми

Cosmopolitan
В компании благородного семейства: weekend за рулем Rolls-Royce Phantom и Ghost В компании благородного семейства: weekend за рулем Rolls-Royce Phantom и Ghost

Rolls-Royce Phantom и Ghost — что это за автомобили и какое у них будущее?

СНОБ
Слышат ли нас растения Слышат ли нас растения

Полезны ли разговоры с растениями?

Популярная механика
Нефутбол и прочие игры: фильмы о том, что спорт — женское дело Нефутбол и прочие игры: фильмы о том, что спорт — женское дело

Фильмы, в которых женщины прекрасно играют в футбол, бегают и мечут диски

Cosmopolitan
Муж и жена спят раздельно: как это сказывается на отношениях в семье Муж и жена спят раздельно: как это сказывается на отношениях в семье

Могут ли супруги спать в разных кроватях?

Psychologies
Фаворитка Берии  Зоя Федорова: обвинение в шпионаже и загадочное убийство Фаворитка Берии  Зоя Федорова: обвинение в шпионаже и загадочное убийство

Жизнь актрисы Зои Федоровой похожа на кино

Cosmopolitan
Мировой масштаб Мировой масштаб

Здесь можно найти кавказские варианты многих туристических Мекк

Лиза
Мыться или нет? Почему Джейк Джилленхол и Эштон Кутчер против душа Мыться или нет? Почему Джейк Джилленхол и Эштон Кутчер против душа

Правда ли, что ежедневные водные процедуры могут навредить здоровью

РБК
Ариан Кальво: «Неудачи могут быть вдохновляющими и мотивирующими» Ариан Кальво: «Неудачи могут быть вдохновляющими и мотивирующими»

В нашем сознании упустить или не получить что-то означает, что мы неудачники

Здоровье
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
Ваши отношения с едой Ваши отношения с едой

Как вы обращаетесь с едой и как привести отношения к гармонии?

Домашний Очаг
Взгляд сквозь дверь: лазер помог ученым заглянуть в запертую комнату Взгляд сквозь дверь: лазер помог ученым заглянуть в запертую комнату

Ученые научились заглядывать в запертые комнаты

Популярная механика
Почему для кино в России времена райские, но смотрят его плохо Почему для кино в России времена райские, но смотрят его плохо

В каком направлении развивается отечественный кинематограф

РБК
Будущее на носу Будущее на носу

Репортаж об успехах виртуальной реальности

Maxim
Датчики безопасности, камеры наблюдения, умные колонки: все тренды умного дома Датчики безопасности, камеры наблюдения, умные колонки: все тренды умного дома

Домашняя автоматизация – норма будущего, и этот факт уже не вызывает сомнений

Популярная механика
Упражнения для боков и живота: моделируем силуэт Упражнения для боков и живота: моделируем силуэт

Несколько эффективных упражнений для похудения боков и живота

VOICE
Открыть в приложении