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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Яд против яда 13.09.2003 Два известных токсичных вещества - бензопирен и трибутилолово - могут послужить противоядием одно от другого. К такому выводу пришли биологи из Института изучения моря при Квебекском университете (Канада). Бензопирен, содержащийся, например, в табачном дыме, - мощный канцероген. Точнее, в организме он превращается в таковой под действием одного из ферментов. Трибутилолово - органическое соединение олова, ядовитое для морских животных, а особенно для их личинок. Это вещество добавляют в краску для подводной части корпуса кораблей, чтобы они не обрастали моллюсками, червями и кораллами. Оказалось, что трибутилолово подавляет активность того самого фермента, который превращает бензопирен в канцероген. В свою очередь, бензопирен уменьшает токсичность трибутилолова. Это обнаружено в опытах с рыбами, в аквариумы к которым добавляли одно из веществ или оба сразу. Открытие может иметь практическое значение для медицины.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025