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March 1, 2021
De acordo com um estudo publicado na física da natureza do jornal, o trabalho de duas equipes independentes dos físicos desafiou 60 anos de consenso de prevalência em lasers.
Desde que o primeiro laser foi inventado nos anos 50, os físicos têm construído os lasers baseados em limites mecânicos do quantum na pureza de suas cores. O laser, curto para “a amplificação clara pela emissão estimulada da radiação,” funciona gerando uma cópia do sinal original quando os fotão da mesma frequência são disparados dentro para excitar átomos.
No estudo teórico novo, duas equipes dos físicos propõem uma solução contornar esta limitação de longa data.
Os lasers já têm aplicações práticas na vida quotidiana, tal como a correção da visão, a leitura de códigos de barras nas mercearias, gravar de chip de computador, transmitir arquivos de vídeo da lua, e a ajuda operar a auto-condução de carros. As descobertas recentes podiam adicionar lasers monocromáticos a esta lista e eventualmente usá-los para aplicações tais como a computação de quantum.
Os fotão na propagação do laser em sincronia com se, ejetando o laser na mesma fase -- um alinhamento chamou “na fase” por cientistas. Posto simplesmente, cada fotão é como uma onda, com seus picos e calhas alinhados com as ondas vizinhas.
Para conseguir um laser monocromático, os fotão precisam uma época mais longa sincronizar, que signifique que seus comprimentos de onda devem ser alinhados precisamente. O comprimento de onda determina a cor da fonte luminosa. Por exemplo, o comprimento de onda da luz verde está entre 500 e 550 nanômetros.
A sincronização acima mencionada de fotão do laser é chamada coerência temporal, e esta frequência super-rápida e estável assegura-se de que os dispositivos do laser possam ser usados para instrumentos de precisão.
O problema com lasers tradicionais, contudo, é que os fotão caem gradualmente fora da sincronização enquanto saem do laser, e o tempo onde ficam na sincronização está sabido como a época da coerência do laser.
De acordo com as leis de física, os cientistas Arthur Schawlow e Charles Townes calcularam a época da coerência de um laser altamente de execução em 1958. Isto tornou-se conhecido como o limite de Schawlow-Townes, e transformou-se a avaliação de desempenho para lasers tornando-se por décadas.
“Em princípio, nós devemos poder fazer uns lasers muito mais coerentes.” David Pekker, um pesquisador da ligação saied.
Uma equipe dos pesquisadores conduzidos pelo físico David Peck da universidade de Pittsburgh está desafiando esta teoria de longa data. Discutem que de “o limite Sholow-Townes” não é o limite final. Sua hipótese básica é poder desenvolver os lasers que são forçados de “pelo limite Sholow-Townes” mas é mais coerente.
Em vez do pensamento do laser como uma caixa oca com luz nela, onde os fotão replicate e saem em uma taxa proporcional à quantidade de luz na caixa, a pesquisa a mais atrasada propõe uma válvula no laser controlar a velocidade em que os fotão fluem. Estes físicos acreditam este permitirá que o laser seja coerente durante mais tempo do que pensou previamente.
Embora a equipe de investigação acreditasse que as avaliações de Sholow e de Townes da coerência do laser eram razoáveis naquele tempo, a tecnologia do quantum tem permitido agora físicos de refinar mais a métrica.
Alguns críticos da nova obra, contudo, dizem que o projeto não pode ser apropriado para aplicações comerciais. Embora pareça razoável na teoria, faz não apropriado para a aplicação comercial prática. Tome um exemplo como os fabricantes atuais do laser, a maioria deles não usam de “o limite Sholow-Townes” para guiar seus projetos.
Todavia, a equipe da beijoca está segura que trará seu projeto novo do laser em nossas vidas. Seu objetivo é construir um maser, para o quantum que programa em um computador do quantum feito de circuitos superconducting. Mantenha na mente, contudo, que um esforço tão ambicioso pode exigir anos de pesquisa a longo prazo e muitos de problemas grandes a ser resolvidos.
Esta pesquisa a mais atrasada pode redefinir que meios do laser, de acordo com uma revisão paritária. Como o laser superradiant, que foi inventado em 2012, o projeto contradiz a definição tradicional de um laser. Não produzem a luz com o que é sabido como a emissão estimulada, assim que o “s” e “e” no acrônimo “laser” são já não apropriados.
