قدرتمند‌ترین لیزر صوتی جهان خلق شد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیوساینتیست، این بی سابقه است که یک مهره کوچک و معلق در هسته یک لیزر درخشان، به جای نور، ذرات صدا را پرتاب کند.

همانطور که یک پرتو نور از ذرات زیادی به نام «فوتون» ایجاد شده، صدا نیز از تکه‌های ذره مانندی به نام «فونون» ساخته شده است. چندین دهه است که دانش پژوهان در تلاش برای تولید «لیزر‌های فونونی» هستند تا این ذرات را در یک پرتو باریک، مشابه روش لیزر‌های نوری، ساطع کنند.

اکنون «هوی جینگ» «Hui Jing» از دانشگاه «هونان نرمال» چین و همکارانش درخشان‌ترین لیزر فونونی را خلق کرده اند.

قلب دستگاه آن‎ها یک مهره سیلیسیتقریبا به طول یک میکرومتر (به اندازه یک باکتری معمولی) است. آنها از دو پرتو نور برای معلق کردن مهره استفاده و آن را با یک حفره بازتابنده احاطه کردند. هر ارتعاش کوچک این مهره باعث ایجاد فونون شده که سپس در حفره به دام افتاده و تقویت می‌شود. اینروند آن قدر ادامه می‌یابد تا وقتی که فونون‌های کافی برای ایجادیک پرتو لیزرمانند، ایجاد شوند.

پیش از این، چندین گروه پژوهشی، طرح‌های مشابهی را آزمایش کرده بودند. اما جینگ و همکارانش یک الکترود درست زیر مهره اضافه کردند که سیگنال‌های الکترومغناطیسی با دقت انتخاب شده را تولید می‌کند. این اصلاح، «روشنایی» لیزر (میزان توانی که در هر فرکانس فونون ارائه می‌کند) را ۱۰ برابر افزایش می‌دهد، پرتو آن را محکم‌تر و به دوام بیشتر آن کمک می‌کند.

جینگ می‌گوید دستگاه‌های قبلی، فقط ده‌ها دقیقه کار کردند، اما آخرین لیزر فونونی می‌تواند بیش از یک ساعت کار کند.

جینگ می‌گویدحرکت مایعات، فونون‌ها را کمتر تحت تاثیرقرار می‌دهد، بنابرایندر مقایسه با لیزر‌های معمولی، لیزر‌های فونونی برای تصویربرداری از بافت‌های آبدار در زیست‌پزشکییا برخی دستگاه‌های نظارت بر اعماق دریا موثرتر عمل می‌کنند.

اما «ریچارد نورته» «Richard Norte» از دانشگاه صنعتی دلفت هلند می‌گوید تنظیمات آزمایشی کنونی، که نیاز به تنظیم دقیق هر جزدارند، بسیار پیچیده هستند و برای آنکه بتوان آنها را با همتایان نوری شان مطابقت داد به سال‌ها تحقیق و مهندسی نیازدارند.

وی با اشاره به نقش بسیار پررنگ لیزر‌های نوری بر زندگی نوین و مدرن بشر، گفت: زمان نشان خواهد داد که آیا لیزر‌های فونونی نیز تاثیر مشابهی خواهند داشت یا خیر.