Конденсат Бозе-Эйнштейна приводит в действие фононный лазер

18.09.2020

Хотя концепции оптического (фотонного) и звукового (фононного) лазера были предсказаны почти в одно и то же время, первый применяется повсеместно, но реализации второго так и не достигли технологической зрелости.

Объединенная команда исследователей из Instituto Balseiro и Centro Atomico в Барилоче (Aргентина) и Института Пауля Друде в Берлине (Германия) представила новый подход к эффективному генерированию когерентных механических вибраций, базирующийся на конденсате Бозе-Эйнштейна (BEC) связанных частиц света-материи (поляритонов).

Поляритонный BEC создается в ловушке - полупроводниковой микрополости, состоящей из электронных центров, зажатых между распределенными брэгговскими отражателями (DBR), предназначенными для отражения света той же энергии, что излучается центрами.

Когда возбуждаемые светом другой энергии (для которого ловушка прозрачна) электронные состояния центров испускают световые частицы, те отражаются обратно и снова поглощаются центрами. Быстрая и повторяющаяся последовательность испускания и повторного поглощения приводит к смешиванию электронных и фотонных состояний и к созданию гибридной квазичастицы - поляритона. Пространственная локализация большого количества поляритонов в ловушке запускает процесс их самоорганизации с образованием поляритонного лазера.

Зеркальная микрополость AlGaAs работает как ловушка не только для фотонов ближнего ИК-спектра, но и для квантов механических вибраций (фононов). Рост популяции фононов усиливает их взаимодействие с поляритонным BEC и приводит к когерентному акустическому излучению в направлении подложки на частоте 20 ГГц.

Стимулирующий работу фононного лазера интенсивный и монохроматический излучатель света - поляритонный BEC можно возбуждать не только оптически, но и электронным путем, как лазеры VSCEL. Соответствующее изменение конструкции микрополости может позволить повысить частоту фононного лазера.

Потенциальными приложениями фононного лазера могут быть когерентное управление световыми пучками, квантовыми излучателями, шлюзами устройств связи и квантовой информатики, а также преобразование света в микроволновое излучение и обратно в очень широком диапазоне частот (20-300 ГГц), актуальном для будущих сетевых технологий.

<< Назад: Аналоговый операционный усилитель из 2D-транзисторов 18.09.2020

>> Вперед: Успокаивающая газировка 17.09.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива ZL38001 - подавитель акустических помех и помех в линии связи 29.02.2004 Новая микросхема ZL38001 от ZARLINK SEMICONDUCTOR представляет собой подавитель акустических помех и помех в линии связи. Длительность подавляемого эха или реверберации составляет 112 мс. Напряжение питания от 2,7 до 3,6 В. Входы допускают напряжения до 5 В.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026