Устройство вносит звуковое измерение в ранее бесшумные эксперименты в области квантовой науки. В частности, оно сможет «озвучить» оптическую решетку. Оптическая решетка — это объект, созданный за счет интерференции встречных лучей лазера. Оптическая решетка способна захватывать и упорядочивать нейтральные атомы, создавая из них кристаллоподобную упорядоченную атомную структуру. Оптическая решетка зачастую используется для изучения фундаментальных характеристик твердых тел и различных фаз материи, имеющих повторяющуюся геометрию.
После десяти лет разработки и тестирования группа физиков из Уиверситета Пенсильвании и Университета Сент-Эндрюс создали первую звучащую оптическую решетку. Для этого они поместили оптическую решетку между двумя изогнутыми зеркалами с высокой отражающей способностью. Атомы оптической решетки как бы отражались в фотонах, которые в свою очередь отражались зеркалами, двигаясь туда и обратно между зеркальными поверхностями. Обратная связь заставляет фотоны вести себя как «фононы» — частицы звука. Если бы к оптической решетке можно было приложить ухо, была бы слышна вибрация с частотой около 1кГц.
Фото: Lev Lab
Источником атомов в оптической решетке был ультрахолодный квантовый газ рубидия, который сам по себе является сверхтекучей жидкостью (это фаза вещества, в которой атомы могут течь вихрями без сопротивления). Под воздействием света сверхтекучий рубидий самопроизвольно перестраивается в сверхтвердое тело — редкую фазу вещества, одновременно демонстрирующую упорядоченность, как в в атомарных кристаллах, и необычайную текучесть, характерную для сверхтекучих жидкостей.
Таким образом, оптическая решетка из ультрахолодного квантового газа рубидия, даже приняв упорядоченный кристаллообразный вид, все равно могла перемещаться в виде волн, тем самым создавая звук (звуковые волны). Чтобы инициировать волну, в резонаторе применялся модулятор, меняющий свойства лазерного излучения в оптической решетке.
Ученые также сняли голограмму света, выходящего из резонатора. Такая голограмма записывает амплитуду и фазу световой волны, что позволяет отображать фононы. Высокая кривизна зеркал внутри резонатора создает изображение с высоким разрешением, подобно микроскопу. Это побудило исследователей назвать свое изобретение квантовым газовым микроскопом.
Команда работает над созданием второго подобного устройства и рассчитывает, что звучащие оптические решетки можно будет применять в физике сверхпроводников и для создания квантовых нейронных сетей.
По материалам Technology. org
Читайте также:
Что такое сингулярность и почему во Вселенной есть места, где нарушаются законы физики
В Австралии создали квантовый микроскоп для невидимых вещей
Эстетическая хирургия – одно из наиболее развивающихся направлений современной медицины. Актуальные методики и технологии дают…
Украина уверенно движется к развитию легального игорного бизнеса, привлекая внимание как местных предпринимателей, так и…
Туристическое страхование часто воспринимается как дополнительная трата средств, которой можно избежать. Однако, это ошибочное представление,…
Открытие учетной записи на игровой площадке обычно вознаграждается подарком. Иногда клиенту для этого достаточно завести…
В мире виноделия существует напиток, который завоевал сердца многих гурманов своим уникальным вкусом и ароматом.…
Рынок азартных развлечений в Украине активно развивается, что заметно по регулярному пополнению списка легальных онлайн-казино.…