Перший у світі лазер, основою якого є вільний газоподібний хмару атомів

Вчені-астрономи вже досить давно виявили в глибинах космосу лазери природного походження, які «вистрілюють» в космос інтенсивні імпульси світлового або мікрохвильового випромінювання певної частоти. Досить швидко вчені визначили, що такі лазери природного походження спонтанно формуються в атмосферах зірок і планет, але механізми, які приводять в дію ці лазери, залишалися загадкою до останнього часу. І лише нещодавно вченим-фізикам вдалося створити на Землі перший лазер, що складається з вільного газоподібного хмари атомів, що є майже повним аналогом космічного лазера природного походження.

Лазери являють собою групу атомів певної речовини, які здатні випромінювати світло строго на певній частоті. Ці атоми збуджуються за рахунок енергії, що подається в систему від зовнішнього джерела.

Світло, що випромінюється атомами газу, починає коливатися в межах обсягу лазера, відбиваючись від паралельних дзеркал, які так само є невід’ємною частиною конструкції будь-якого газового лазера. Іноді замість газоподібного середовища використовують надчисті кристали деяких речовин, але суть роботи пристрою при цьому не змінюється, когерентний і монохроматичний промінь світла виходить за рахунок багаторазового відбиття дзеркалами і перевипромінювання світла атомами речовини.

Але, в космосі немає ніяких дзеркал і нічого нагадує робоче тіло лазера в атмосферах зірок або планет. Саме цей факт і спантеличував вчених тривалий час. Але вчені-фізики знайшли інший шлях отримання променя когерентного світла, так звані «випадкові лазери».

У цих випадкових лазерах використовується необмежена і невпорядкована середовище, в більшості випадків суспензія з дрібнодисперсних частинок напівпровідникових матеріалів, яка при збігу певних умов може стати джерелом лазерного світла. В деякі моменти часу в цієї випадкової середовищі мимовільно створюються деякі структури, здатні відбивати світло і виступати в якості паралельних дзеркал лазерів.

Почавши досліди з випадковими лазерами, вчені звернули увагу на те, що принципи їх роботи дуже нагадують принципи роботи природних космічних лазерів. Але заковика виявилася в тому, що середовище випадкових лазерів з дрібних частинок речовини сильно відрізняється за всіма властивостями від газових хмар в космічному просторі. І цю загадку вдалося успішно вирішити групі вчених з інституту Не Линеер де Ніс (Institut Non Lineaire de Nice) в південній Франції. Використовуючи хмара з атомів рубідію, укладених в межах магнітної оптичної пастки, вчені створили перший на Землі випадковий газовий лазер.

Коли ця хмара атомів освітлюється джерелом світла з довжиною хвилі, близької до довжини хвилі випромінювання рубідію, світло, переизлучаясь і відбиваючись у випадкових напрямках, в деякі моменти часу знаходить упорядкований характер і формує промінь когерентного світла, що і відбувається в природних космічних лазерах.

Здатність відтворення явища космічного лазера в рамках лабораторії дозволить вченим-астрономам і фізикам більш докладно дізнатися про процеси, що відбуваються в космічних глибинах. Але у цього відкриття можуть з’явитися і більш практичні області застосування.

На основі газових випадкових лазерів можна буде створити нові джерела штучного світла, володіє унікальним набором характеристик, які можуть стати основою наукового і телекомунікаційного обладнання.

Джерело(і):

1. dailytechinfo.org

2. Popular Science

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *