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

TESS отыскал экзогиганта у очень маломассивной звезды TESS отыскал экзогиганта у очень маломассивной звезды

TESS вновь обнаружил экзогиганта у маломассивной звезды

N+1
«Чувствуешь ли ты, что в чем-то до сих пор виноват?» Психолог Александр Рязанцев — о том, как пережить утрату «Чувствуешь ли ты, что в чем-то до сих пор виноват?» Психолог Александр Рязанцев — о том, как пережить утрату

Отрывок из книги Александра Рязанцева — о стадиях и способах переживания горя

СНОБ
Палеогенетики уточили популяционную историю Таримской впадины Палеогенетики уточили популяционную историю Таримской впадины

Как ученые анализировали геномы древних людей из Таримской впадины

N+1
Жуй на здоровье: как жевательная резинка может помочь всему организму Жуй на здоровье: как жевательная резинка может помочь всему организму

Как жевательная резинка помогает организму в самых разных ситуациях

Популярная механика
Девушки и яйца: как стильные и вкусные завтраки приносят сотни миллионов Девушки и яйца: как стильные и вкусные завтраки приносят сотни миллионов

Как две девушки сделали бизнес на блюдах с яйцами?

Forbes
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
Канье Уэст Канье Уэст

Величайший художник всех времен – Канье Уэст

ЖАРА Magazine
№5: в духе времени №5: в духе времени

О культурном феномене французского аромата

Vogue
Учиться или играть? И то, и другое Учиться или играть? И то, и другое

«Учиться – скучно». Что может возразить школа на этот упрёк учеников?

Домашний Очаг
Идея линейного города, который за $200 млрд строит Саудовская Аравия: в чём её смысл и почему это уже было в Волгограде Идея линейного города, который за $200 млрд строит Саудовская Аравия: в чём её смысл и почему это уже было в Волгограде

Концепция, которую применяют саудиты, не нова, её придумали ещё в 19 веке

VC.RU
Изысканный и бодрящий колд брю: пошаговая инструкция по приготовлению холодного кофе Изысканный и бодрящий колд брю: пошаговая инструкция по приготовлению холодного кофе

Чем отличается кофе, приготовленный по методу колд брю?

Playboy
Удивительные сексуальные нравы Галантного века во Франции Удивительные сексуальные нравы Галантного века во Франции

Версальский двор — это главные затейники науки любви XVIII века

Maxim
Какие виды абьюза чаще используют женщины Какие виды абьюза чаще используют женщины

Абьюзивные тактики, к которым по разным причинам женщины прибегают чаще мужчин

Psychologies
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
Лена Медведева Лена Медведева

Лена Медведева — cкульптор и создательница популярного проекта Nezhno Ceramics

Собака.ru
Чихать я на тебя хотела! Чихать я на тебя хотела!

Как узнать, есть ли у тебя аллергия на животных? А можно ли ее вылечить?

Cosmopolitan
Конца света не было, зато были шальные деньги, рост ИТ и появился «индийский аутсорс»: история «ошибки 2000» Конца света не было, зато были шальные деньги, рост ИТ и появился «индийский аутсорс»: история «ошибки 2000»

История «ошибки 2000». Как мир боялся наступления 1 января 2000 года

VC.RU
Путь семьи Тоёда Путь семьи Тоёда

Как Toyota дошла до вершины мирового автомобилестроения

Forbes
20 простых способов позаботиться о себе 20 простых способов позаботиться о себе

Проявить нежность к себе проще, чем кажется

Psychologies
Почему ты сильно потеешь, даже если ничего не делаешь: 12 возможных причин Почему ты сильно потеешь, даже если ничего не делаешь: 12 возможных причин

Основные факторы, способные вызывать повышенное потоотделение у мужчин

Playboy
Долго и счастливо: 7 правил выбора партнера на всю жизнь Долго и счастливо: 7 правил выбора партнера на всю жизнь

Как выбрать человека, с которым вы останетесь вместе навсегда?

Cosmopolitan
Сплошное надувательство Сплошное надувательство

Приключения компаньона, придуманного художником KAWS

GQ
Зеркало, скажи, кто прекраснее всех! 10 фото обычных женщин с фильтрами и без Зеркало, скажи, кто прекраснее всех! 10 фото обычных женщин с фильтрами и без

Естественная красота привлекательнее, чем неестественные фото с фильтрами

Cosmopolitan
5 ошибок основателя ManyChat Микаэла Яна 5 ошибок основателя ManyChat Микаэла Яна

Основатель ManyChat — о своих ошибках за пять лет существования сервиса

Inc.
Калина красная: как и зачем есть горькие ягоды Калина красная: как и зачем есть горькие ягоды

Какими полезными свойствами обладает калина и почему ее стоит попробовать

РБК
Откажите себе в удовольствие Откажите себе в удовольствие

Правила вежливого отказа

GQ
6 неожиданных фактов о Volvo S60 6 неожиданных фактов о Volvo S60

Volvo S60: революционер, рекордсмен, путешественник

Maxim
Футболка с вышивкой из нанотрубок записала электрокардиограмму Футболка с вышивкой из нанотрубок записала электрокардиограмму

На ощупь такая умная футболка не отличается от обычной

N+1
Артем Быстров: «Застрять в отрицательном амплуа я не боюсь» Артем Быстров: «Застрять в отрицательном амплуа я не боюсь»

Актер Артем Быстров, исполнивший роль в новом сериале «Контейнер»

Grazia
Семь финансовых привычек, которые стоит развить до 40 лет Семь финансовых привычек, которые стоит развить до 40 лет

7 финансовых привычек, которые помогут пересмотреть отношение к деньгам

Inc.
Открыть в приложении