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:

Рыжий ген и ускоренная эволюция 30.04.2026

Вопрос о том, как и насколько быстро меняется человеческий вид, давно занимает биологов и генетиков. Долгое время считалось, что эволюционные процессы происходят крайне медленно, однако новые данные заставляют пересматривать эти представления. Особенно интересные результаты связаны с изменением частоты редких генетических признаков, включая рыжий цвет волос. Рыжеволосость сегодня остается редкой чертой: ее носители составляют менее 2 процентов мирового населения. Однако анализ древней и современной ДНК показывает, что ген, связанный с этим признаком, за последние примерно 10 тысяч лет стал заметно более распространенным, особенно среди популяций Европы. Более того, вместе с ним исследователи фиксируют и другие изменения в генетическом профиле человека, затрагивающие внешность и физиологические особенности. Среди сопутствующих тенденций, выявленных в генетических данных, отмечается увеличение частоты светлой кожи, снижение вероятности мужского облысения, а также некоторые физиолог ...>>

Нейтринный лазер 30.04.2026

Нейтринный лазер - это гипотетическое устройство, способное управлять потоками одних из самых трудноуловимых частиц во Вселенной. Такая разработка открывает новые горизонты в изучении фундаментальных законов природы и может изменить представления о космосе. Идею нового типа излучателя представили физики из Massachusetts Institute of Technology, предложив лазер, который вместо света генерирует поток нейтрино. Эти частицы, почти не взаимодействующие с материей, настолько слабо проявляют себя, что их часто называют "частицами-призраками". Тем не менее они пронизывают все вокруг: по оценкам, триллионы нейтрино ежесекундно проходят через человеческое тело, не оставляя следа. Несмотря на их колоссальную распространенность во Вселенной, нейтрино остаются одними из наименее изученных частиц. Их крайне сложно регистрировать, а еще сложнее контролировать, поэтому традиционно их получают в крупных установках вроде ядерных реакторов или ускорителей частиц. Такие комплексы требуют огромных за ...>>

Мороженое не такое вредное, как принято считать 29.04.2026

В питании часто встречаются продукты, которые одновременно вызывают удовольствие и сомнения с точки зрения здоровья. К таким относится и мороженое: оно воспринимается как типичный десерт с высоким содержанием сахара и жиров, однако современные научные данные постепенно усложняют это привычное представление. Долгое время считалось, что мороженое не может быть частью рационального питания, однако исследования последних лет показывают более неоднозначную картину. Ученые подчеркивают, что влияние этого продукта на организм зависит не только от его сладости или калорийности, но и от состава, качества ингредиентов и общего образа жизни человека. Одни из наиболее масштабных данных были получены в рамках долгосрочных наблюдений в США, включавших проекты Nurses Health Study, Nurses Health Study II и Health Professionals Follow-Up Study. В этих исследованиях на протяжении 20-40 лет наблюдали примерно 190 тысяч взрослых участников, регулярно собирая данные об их питании, физической активнос ...>>

Полет в самолете без пауз в бизнесе 29.04.2026

Авиаперелеты перестают быть просто временем в пути и превращаются в продолжение рабочего дня. Особенно это касается деловых пассажиров, которым важно сохранять продуктивность даже на высоте десяти километров. В ответ на этот запрос авиационная индустрия начинает предлагать решения, которые стирают границу между офисом и салоном самолета. Компания Boeing представила концепцию, которая радикально меняет представление о комфорте в полете. Речь идет о персональных рабочих капсулах, полностью изолированных от шума салона и спроектированных с учетом эргономики длительной работы. Идея этих модулей заключается в создании индивидуального пространства, где пассажир может сосредоточиться на задачах без отвлекающих факторов. Концепт предусматривает два формата использования: работу в сидячем положении и альтернативную конфигурацию, позволяющую работать стоя, что делает пространство более гибким и адаптируемым под разные сценарии. Особое внимание в проекте уделяется акустическому комфорту ...>>

Неконтролируемый смех и эффект откока 28.04.2026

Смех обычно воспринимается как простая и приятная реакция на шутку или забавную ситуацию, однако с точки зрения нейробиологии он представляет собой сложный процесс, в котором участвуют эмоции, социальное восприятие и системы вознаграждения мозга. Именно поэтому в некоторых ситуациях человеку бывает трудно удержаться от смеха, даже если он кажется неуместным. К такому выводу пришли исследователи из University of Gottingen, которые изучали механизмы возникновения и подавления смеха. В их работе было показано, что смех далеко не всегда является полностью сознательным действием и нередко запускается автоматическими процессами в нервной системе. Ученые выделяют два основных типа смеха, различающихся по своему происхождению. Первый - непроизвольный, "беспомощный" смех, возникающий спонтанно и практически не поддающийся контролю. Второй - социальный или вежливый смех, который человек использует осознанно для поддержания общения или выражения реакции в обществе. Нейробиологически эти ...>>

Случайная новость из Архива Солнечный навес с гибкими панелями и светодиодными фонарями 24.06.2023 Американский стартап Eco-dynamic Tech представил новаторский легкий навес, оснащенный солнечными батареями, предназначенный для жилых домов. Этот навес способен генерировать до 8000 Втч энергии в день. Солнечный навес, названный ARTPIECE, отличается не только своей функциональностью, но и эстетическим дизайном. Он доступен в различных цветовых вариантах, таких как "Peacock Blue" (павлинье синий), "Narcissus Purple" (нарциссово-фиолетовый) и "Apple Green" (яблочно-зеленый), а также оборудован встроенными светодиодными фонарями. ARTPIECE не только обеспечивает чистую энергию, но и создает комфортную тень благодаря своей конструкции. Навес оснащен гибкими и высокоэффективными солнечными ячейками гетероперехода (HJT), которые объединяют кристаллический и тонкопленочный кремний. Панель навеса двусторонняя, что означает, что обе стороны панели могут поглощать свет и преобразовывать его в электрическую энергию (нижняя сторона поглощает отраженный свет). Солнечная батарея HJT на ARTPIECE обладает пиковой мощностью 1040 Вт, оптимальным рабочим напряжением 108,3 В и рабочим током 9,6 А. Навес ARTPIECE устанавливается на алюминиевых кронштейнах и может быть легко свернут с помощью электродвигателя всего за несколько секунд. Также возможно ручное сворачивание или беспроводное управление на расстоянии до 35 метров. Компания заявляет, что навес устойчив к воздействию воды, ультрафиолетового излучения и химических веществ. Eco-Dynamic Tech рекомендует сочетать навес с домом на колесах, оснащенным аккумулятором. При наличии солнечного света ARTPIECE может обеспечить питание различных устройств. В течение немалых восьми часов солнечной активности ARTPIECE может снабжать энергией холодильник мощностью 100 Вт на протяжении 53 часов, кондиционер мощностью 300 Вт на протяжении 26,6 часов, а также ноутбук в течение 36,3 часов и печь мощностью 2800 Вт на 2,85 часа. На данный момент навес ARTPIECE продается только на территории континентальной части США, и ожидается, что поставки продукта начнутся в декабре 2023 года. Предварительная цена ARTPIECE сейчас снижена на 25% и составляет 2999 долларов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026