Теория лазеров может быть пересмотрена

21.07.2020

Оптическое устройство, позволяющее получить когерентный монохроматический луч света и известное под названием лазер, было изобретено более 60 лет назад. И, казалось бы, что за столь долгое время, в течение которого лазеры нашли очень широкое применение в самых различных областях науки и техники, ученые должны были досконально разобраться в принципах работы этого устройства, которое, согласно современным учебникам физики работает на границе между классической физикой и квантовой механикой. Однако ученые из университета Суррея, Великобритания, Технологического института Карлсруэ и института IOSB Фраунгофера, Германия поставили под сомнение ортодоксальную теорию о принципах работы лазера.

То, что дало ученым возможность поставить под сомнение существующую теорию, является шириной спектральной линии лазерного света. По всем канонам физики идеальный лазер должен производить свет строго определенной длины волны, т.е. ширина его спектральной линии должна стремиться к бесконечно малому значению. На практике же лазеры производят фотоны света, имеющие очень малые отклонения длины волны от базового значения, и эти отклонения делают так, что ширина спектральной линии лазерного света имеет определенное ненулевое значение, и чем выше класс (качество) лазера, тем тоньше ширина этой линии.

В ортодоксальной теории это объясняется влиянием некоторых эффектов из области квантовой механики. Но такое объяснение, при тщательном рассмотрении, не выдерживает критики. Оно не раз становилось причиной затруднительного положения, в которое попадали некоторые преподаватели физики, которым наиболее умные из студентов задавали на лекциях весьма "неудобные" вопросы.

Проведя свои эксперименты, ученые обнаружили, что основной принцип работы лазера, определяющий, что усиление света в теле лазера полностью компенсирует потери, является весьма приближенным к действительности. Ученые измерили количественные значения энергетических потерь в лазере и выяснили, что существует еще один вид крошечных избыточных потерь, которые никак не компенсируются усилением света, и они, эти потери, прямо влияют на расширение спектральной линии лазерного света. Другими словами, во всем этом не наблюдается никакого влияния квантовой механики, а работают обычные классические физические явления.

<< Назад: 7-нм настольные APU Renoir - Ryzen 4000G, PRO 4000G и Athlon PRO 3000G 22.07.2020

>> Вперед: Комета Неовайз максимально приближается к Земле 21.07.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Климат влияет на длительность беременности 07.11.2025

Беременность традиционно воспринимается как естественный биологический процесс с предсказуемыми сроками, однако современные исследования все чаще доказывают, что на ее продолжительность влияют факторы, выходящие далеко за пределы медицины. Среди них особое место занимают климат и окружающая среда - именно эту взаимосвязь впервые подробно изучили ученые из Университета Кертина в Австралии. Их работа раскрывает, что экстремальные погодные условия способны не только вызывать преждевременные роды, но и, напротив, удлинять срок беременности. Команда исследователей проанализировала данные почти 400 тысяч новорожденных, появившихся на свет в Западной Австралии. Результаты оказались неожиданными: климатические колебания заметно влияли на организм будущих матерей, особенно у тех, кто рожал после 41-й недели беременности. По словам доктора Сильвестра Додзи Ньядана из Школы народного здоровья Университета Кертина, проблема перенашивания долгое время оставалась в тени, хотя ее последствия могут ...>>

Роботизированное кресло Toyota Walk Me 07.11.2025

Современные технологии все чаще пересекаются с медициной, эргономикой и социальной сферой. Компании стремятся не просто создавать машины, а делать устройства, которые расширяют возможности человека. Именно к этому направлению принадлежит новейшая разработка корпорации Toyota - роботизированное кресло Walk Me, впервые показанное на выставке Japan Mobility Show 2025. Оно демонстрирует, как инженерная мысль и забота о людях с ограниченной подвижностью могут соединяться в одном компактном устройстве. Внешне Walk Me напоминает нечто среднее между креслом и небольшим роботом. В отличие от привычных инвалидных колясок или тележек, новинка лишена колес - вместо них движение обеспечивают четыре механические ноги. Такая система позволяет креслу буквально "идти" по поверхности, адаптируясь к рельефу и уверенно преодолевая гравий, бордюры или даже лестницы. Создатели вдохновлялись природой - в частности, движениями коз и крабов, известных своей устойчивостью и ловкостью на пересеченной местн ...>>

Отцу полезно брать отпуск по уходу за ребенком 06.11.2025

Роль отцов в воспитании детей перестала восприниматься как второстепенная. Современные исследования все чаще доказывают, что участие папы в уходе за младенцем оказывает не только эмоциональное, но и долговременное развитие на психику и успехи ребенка. Новая работа ученых из Национального университета Сингапура добавила весомые аргументы в пользу того, что отцам стоит брать отпуск по уходу за ребенком - хотя бы на две недели. Исследование показало, что дети, чьи отцы проводили с ними больше времени в первые недели жизни, реже сталкиваются с трудностями в поведении и обучении. Такие дети проявляют лучшие результаты в тестах на математические и речевые способности и демонстрируют более устойчивое эмоциональное состояние. Ученые отмечают, что именно продолжительный отпуск дает мужчинам возможность установить прочную эмоциональную связь с ребенком и активнее участвовать в жизни семьи. Профессор Вэй-Джун Джин Ян, соавтор исследования, подчеркивает, что в большинстве азиатских стран дек ...>>

Наушники Anker Soundcore C50i 06.11.2025

В мире портативного аудио устройства открытого типа постепенно завоевывают популярность. Все больше пользователей - от спортсменов до городских путешественников - предпочитают наушники, которые позволяют оставаться на связи с окружающим миром, не жертвуя качеством звучания. Компания Anker продолжает развивать это направление, представив свою новую модель Soundcore C50i, объединившую инновационный дизайн, высокое качество звука и доступную цену. Главное отличие C50i от предыдущих моделей - обновленная конструкция Flexible Open-Ring Design. Она основана на титановом ободе с "памятью формы", который оборачивается вокруг уха, образуя надежное С-образное крепление. Благодаря этому наушники лучше фиксируются во время движения, оставаясь при этом практически невесомыми - каждый из них весит всего 5,5 грамма. Такое решение делает устройство особенно удобным для длительного ношения и занятий спортом. Разработчики уделили особое внимание акустике. Внутри корпуса размещены 12-миллиметровые ...>>

Монстры темноты рождаются внутри нас 05.11.2025

Темнота всегда была источником тревоги и воображаемых образов. Когда гаснет свет, человеку начинает казаться, будто вокруг что-то движется, мелькают тени и вспыхивают цветные огоньки. На самом деле за этими "монстрами темноты" стоят не фантазии, а вполне объяснимые физиологические процессы. О них рассказал офтальмолог Скотт Броди из Колумбийского университета, объяснив, что зрительная система человека гораздо менее надежна, чем нам кажется. Мы склонны верить, что то, что видим, действительно существует, однако зрение - это результат сложной нейробиохимической работы, которую легко обмануть. Доказательство этому - многочисленные оптические иллюзии, показывающие, что наши глаза и мозг способны создавать убедительные, но ложные изображения. В темноте эта особенность проявляется особенно ярко, поскольку глаза продолжают работать даже при полном отсутствии света. Сетчатка не "выключается", когда наступает ночь. Наоборот, активизируются палочки - фоторецепторы, чувствительные к слабому ...>>

Случайная новость из Архива Синтезированы альтернативные ДНК и РНК 24.04.2012 Журнал Science сообщает о гигантском прорыве в генетике - объединенной группе ученых из разных стран удалось синтезировать альтернативные версии ДНК и РНК. Эти молекулы точно так же способны хранить и передавать по наследству генетическую информацию. Группа ученых из Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже под руководством Филиппа Холлигера смогла сделать то, что не удавалось прежде никому, - с помощью специального фермента они создали и размножили РНК- и ДНК-подобные молекулы, заменив в оригинальных РНК и ДНК содержащиеся в них сахара, соответственно, дезоксиразу и риназу совершенно другими сахарами. Этот "фокус" получился у них шесть раз с разными сахарами. Таким образом, они смогли заявить, что ими впервые синтезировано шесть разных "ксено-нуклеиновых кислот" (XNA) - молекул, в природе не существующих, но так же способных хранить и передавать генетическую информацию, причем на том же языке. Таким образом, доказано, что ДНК и РНК, информационная основа всей жизни на Земле, не уникальны, и им можно подобрать множество альтернатив. Главное фундаментальное следствие экспериментов - наконец-то появился свет в окошке в вопросе о том, как появились первые РНК. Будучи менее сложными молекулами, чем ДНК, они, по мнению большинства, возникли раньше, но так как они и сами невероятно сложны, то просто теоретически не могли появиться спонтанно - у них должны были быть предшественники. Скорее всего, это были некие намного более простые пра-РНК. Тем не менее, открытым оставался вопрос о том, как эти пра-РНК могли передавать свою информацию своим более сложным наследникам. Ученые считают, что здесь должно было быть задействовано третье лицо, переводчик, способный взаимодействовать с обеими молекулами. На роль такого "переводчика" вполне сгодилась бы одна из шести синтезированных XNA, нуклеиновая кислота со скелетом из треазы, простейшего сахара с удивительными свойствами, позволяющими молекуле на его основе не только "разговаривать" с РНК, но и входить в ее состав.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025