Tweeter button Facebook button Youtube button

Поиск гравитационных волн сжатым светом

01/09/2015
By

print

Сжатие фотонаФизики из Кембриджского университета впервые смогли "сжать" одиночные частицы света, что раньше считалось невозможным трюком по мнению целого ряда теоретиков, и что позволит создавать мощные и очень чистые источники лазерного излучения, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Нам удалось сделать это благодаря тому, что сегодня в нашем распоряжении есть искусственные аналоги атомов, обладающие такими оптическими свойствами, которые недоступны их реальным собратьям. Нам удалось создать такие условия, в которых мы смогли сжать одиночный фотон и доказать, что это действительно возможно совершить", — заявил Мит Ататюр (Mete Atature) из Кембриджского университета (Великобритания).

Как объясняют ученые, в отличие от обычного света, который одновременно является электромагнитной волной и потоком частиц-фотонов, сжатый свет представляет собой упорядоченный "набор" фотонов, поведение которого объясняется законами квантовой физики.

Свет можно "сжать" при помощи нелинейно-оптических кристаллов — в них свет "расщепляется" на связанные пары фотонов, которые постепенно накапливаются внутри кристалла. Через некоторое время количество фотонов достигает критического значения, и они вылетают из кристалла в виде упорядоченного потока.

Принцип неопределенности Гейзенберга — фундаментальный закон квантовой механики — ограничивает точность измерения скорости и положения частиц. Сжатие света позволяет минимизировать эту неточность — принцип неопределенности превращается из неравенства в равенство, то есть сжатый свет позволяет максимально точно измерить один из двух параметров — его амплитуду или фазу.

Долгое время, по словам Ататюра, ученые не верили в то, что подобного эффекта можно добиться и для одиночных фотонов, так как для этого требуется создание условий, в которых рождаются очень слабые и почти "невидимые" для глаза и инструментов фотоны.

Кембриджские физики смогли решить эту проблему, создав необычный искусственный атом, так называемую квантовую точку, которая порождала "сжатые" фотоны и одновременно делала их заметными для измерительных приборов. Когда ученые осветили этот атом слабыми импульсами лазера, они получили набор одиночных сжатых фотонов, изучение которых подтвердило, что индивидуальные частицы света действительно можно сжимать.

Пока, как признает Ататюр, у открытия его группы нет непосредственных практических приложений. Тем не менее, учитывая опыт гравитационного детектора GEO600, где уже несколько лет применяются лазеры на базе "сжатого" света для поиска гравитационных волн, научное или промышленное применение для подобных источников излучения обязательно найдется.

"Пока это то же самое, что и стремление получить классные фотографии Плутона с орбиты или открыть "дьявольские" пентакварки на коллайдере – те вещи, которые мы еще никогда не видели или не знали об их существовании. И то и другое пока бесполезно с практической точки зрения, но наш багаж знаний заметно пополнился. Мы занимаемся этим потому, что это нам интересно, и мы хотим открыть что-то новое. В этом и суть науки", — заключает физик.

Источник РИА Новости

 

"Сжатый" свет поможет поймать гравитационные волны

11.09.2011

Чувствительность установок, которые сейчас пытаются обнаружить предсказанные Эйнштейном гравитационные волны, можно повысить более чем в три раза, если заменить обычные лазеры, при помощи которых ученые пытаются "поймать" эти волны гравитации, на устройства, излучающие так называемый "сжатый" свет, пишут британские и немецкие физики в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.

Группа физиков под руководством Романа Шнабеля (Roman Schnabel) из Института гравитационной физики Общества Макса Планка в Ганновере использовала сжатый свет для улучшения чувствительности гравитационного детектора GEO600 в городе Зарштедт (Германия).

Эта гравитационная обсерватория, как и два других устройства - американский интерферометр LIGO и французско-итальянская лаборатория Virgo - пытается "поймать" так называемые гравитационные волны - колебания пространства-времени, существование которых предсказывает общая теория относительности Альберта Эйнштейна.

Такие волны, согласно теории, испускает любая материя, движущаяся с ускорением. Чем выше ускорение и масса объекта, тем они "выше". Потенциальные источники этих волн, в числе которых - пары нейтронных звезд и белых карликов - расположены так далеко от Земли, что исходящие от них волны практически невозможно зафиксировать из-за того, что они сливаются с общим гравитационным фоном.

Как отмечают Шнабель и его коллеги, гравитационные волны не удается обнаружить из-за недостаточной точности лазерных интерферометров - устройств, измеряющих искажения расстояния между двумя половинками детектора при помощи лазерного луча.

Физики собрали несколько излучателей сжатого света и заменили ими часть обычных лазеров в детекторе GEO600. Как утверждают авторы статьи, это улучшило чувствительность гравитационной обсерватории GEO600 примерно в 3,4 раза. В отличие от "обычных" лазеров, излучатели сжатого света не нагревают зеркала детектора - это позволит охладить обсерваторию до температур, близких к абсолютному нулю, что еще раз повысит его точность.

Ученые предполагают, что точность GEO600 можно будет повысить примерно в десять раз, если улучшить другие оптические компоненты обсерватории - зеркала, линзы и фотодатчики.

Источник РИА Новости

Tags: , ,

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

amplifier for 8 speakers
Алёна Петрова

ПОПУЛЯРНЫЕ

В началоВ начало
sonos multi-room music system zonebridge br100 sonos multi room music system zoneplayer zp120 + zp90 sonos multi-room music system zone bridge br100 box multi room speaker system airplay apple multi room speaker system