Selon une étude éditée dans la physique de nature de journal, le travail de deux équipes indépendantes de physiciens a contesté 60 ans de consensus actuel sur des lasers.
Depuis que le premier laser a été inventé pendant les années 1950, les physiciens avaient construit des lasers basés sur des limites mécaniques de quantum sur la pureté de leurs couleurs. Le laser, abréviation « l'amplification légère par l'émission stimulée du rayonnement, » fonctionne à côté de produire d'une copie du signal original quand des photons de la même fréquence sont tirés dedans pour exciter des atomes.
Dans la nouvelle étude théorique, deux équipes de physiciens proposent une solution pour éviter cette limitation de longue date.
Les lasers ont déjà des applications pratiques dans la vie quotidienne, telle que corriger la vision, indiquer des codes barres dans les épiceries, graver à l'eau-forte des puces, transmettre des fichiers vidéos de la lune, et l'aide pour actionner auto-conduire des voitures. Les découvertes récentes ont pu ajouter les lasers monochromatiques à cette liste et par la suite les employer pour des applications telles que l'informatique quantique.
Les photons dans la propagation de laser en phase avec l'un l'autre, éjectant le laser à la même phase -- un alignement a appelé « dans la phase » par des scientifiques. Tout simplement, chaque photon est comme une vague, avec ses crêtes et cuvettes alignées avec les vagues voisines.
Pour réaliser un laser monochromatique, les photons ont besoin d'un plus long temps pour synchroniser, qui signifie que leurs longueurs d'onde doivent être alignées avec précision. La longueur d'onde détermine la couleur de la source lumineuse. Par exemple, la longueur d'onde du feu vert est entre 500 et 550 nanomètres.
La synchronisation mentionnée ci-dessus des photons de laser s'appelle la cohérence temporelle, et cette fréquence ultra-rapide et stable s'assure que des dispositifs de laser peuvent être utilisés pour des instruments de précision.
Le problème avec les lasers traditionnels, cependant, est que les photons tombent graduellement hors de la synchronisation pendant qu'ils laissent le laser, et le temps où ils restent dans la synchronisation est connu comme période de cohérence du laser.
Selon les lois de la physique, les scientifiques Arthur Schawlow et le Charles Townes ont estimé la période de cohérence d'un laser fortement de exécution en 1958. Ceci est devenu notoire comme limite de Schawlow-Townes, et c'est devenu la référence pour les lasers se développants pendant des décennies.
« En principe, nous devrions pouvoir faire des lasers beaucoup plus logiques. » David Pekker, un chercheur d'avance saied.
Une équipe de chercheurs menés par le physicien David Peck de l'université de Pittsburgh conteste cette théorie de longue date. Ils arguent du fait que la « limite de Sholow-Townes » n'est pas la limite finale. Leur hypothèse de base est de pouvoir développer les lasers qui sont contraints par la « limite de Sholow-Townes » mais est plus logique.
Au lieu de la pensée au laser comme boîte creuse avec la lumière dans elle, où les photons replient et partent à un taux proportionnel à la quantité de lumière dans la boîte, la dernière recherche propose une valve sur le laser pour commander la vitesse à laquelle les photons coulent. Ces physiciens croient que ceci permettra au laser d'être logique beaucoup plus longtemps qu'a précédemment pensé.
Bien que l'équipe de recherche croie que les évaluations de Sholow et de Townes de la cohérence de laser étaient raisonnables alors, la technologie de quantum a maintenant permis à des physiciens de raffiner plus loin le métrique.
Quelques critiques des travaux récents, cependant, disent que la conception peut ne pas convenir aux applications commerciales. Bien qu'il semble raisonnable dans la théorie, elle fait pas approprié à l'application commerciale pratique. Prenez un exemple comme fabricants actuels de laser, la plupart d'entre eux n'emploient pas la « limite de Sholow-Townes » pour guider leurs conceptions.
Néanmoins, l'équipe de picotin est sûre qu'elle introduira sa nouvelle conception de laser dans nos vies. Leur but est de construire un MASER, pour le quantum programmant dans un ordinateur de quantum fait de circuits supraconducteurs. Maintenez dans l'esprit, cependant, qu'un effort si ambitieux peut avoir besoin de des années de recherche à long terme et beaucoup grands de problèmes à résoudre.
Cette dernière recherche peut redéfinir quels moyens de laser, selon un examen par les pairs. Comme le laser superradiant, qui a été inventé en 2012, la conception contredit la définition traditionnelle d'un laser. Ils ne produisent pas la lumière par ce qui est connu en tant qu'émission stimulée, ainsi le « s » et « e » dans l'acronyme « laser » ne sont plus appropriés.
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