Bericht versturen
Contacteer ons
Alice

Telefoonnummer : 86-15694003007

WhatsApp : +8615694003007

Het opnieuw uitvinden van de laser: Nieuwe theorieënuitdaging 60 jaar van gemeenschappelijk begrip

March 1, 2021

Volgens een studie in de Fysica van de dagboekaard wordt gepubliceerd, heeft het werk van twee onafhankelijke teams van fysici 60 jaar van heersende consensus inzake lasers die uitgedaagd.

 

Aangezien de eerste laser in de jaren '50 dat werd uitgevonden, hebben de fysici lasers gebouwd op quantum mechanische grenzen op de zuiverheid van hun kleuren worden gebaseerd. Laser, kort voor „Lichte Versterking door Bevorderde Emissie van Straling,“ de werken door een exemplaar van het originele signaal te produceren wanneer de fotonen van dezelfde frequentie binnen worden geschoten om atomen op te wekken.

 

In de nieuwe theoretische studie, stellen twee teams van fysici een oplossing voor om deze al lang bestaande beperking te omringen.

 

De lasers hebben reeds praktische toepassingen in het dagelijkse leven, zoals het verbeteren van visie, lezend streepjescodes in kruidenierswinkelopslag, etsend chips, overbrengend videodossiers van de maan, en helpend zelf-drijft auto's in werking stellen. De recente ontdekkingen konden monochromatische lasers toevoegen aan deze lijst en uiteindelijk hen gebruiken voor toepassingen zoals quantum gegevensverwerking.

 

De fotonen in de laser verspreiden zich synchroon met elkaar, die de laser uitwerpen bij dezelfde fase -- een groepering „in fase“ door wetenschappers wordt geroepen die. Simpel gezegd, is elk foton als een golf, met zijn die pieken en troggen op naburige golven worden gericht.

 

Om een monochromatische laser te bereiken, vergen de fotonen een langere tijd te synchroniseren, wat betekent hun golflengten moeten precies worden gericht. De golflengte bepaalt de kleur van de lichtbron. Bijvoorbeeld, is de golflengte van groen licht tussen 500 en 550 nanometers.

De bovengenoemde synchronisatie van laserfotonen wordt genoemd tijdelijke coherentie, en deze super-fast en stabiele frequentie zorgt ervoor dat de laserapparaten voor precisieinstrumenten kunnen worden gebruikt.

 

Het probleem met traditionele lasers, echter, is dat de fotonen geleidelijk aan uit synchronisatie vallen aangezien zij de laser verlaten, en de tijd zij blijven synchroon is genoemd geworden coherentietijd van de laser.

 

Volgens de wetten van fysica, schatten de wetenschappers Arthur Schawlow en Charles Townes de coherentietijd van een hoogst het presteren laser in 1958. Dit werd genoemd geworden grens schawlow-Townes, en het werd de benchmark voor het ontwikkelen van lasers voor decennia.

„In principe, zouden wij coherentere lasers moeten kunnen maken.“ David Pekker, een hoofdonderzoeker saied.

 

Een team van onderzoekers door fysicus David Peck van de Universiteit van Pittsburgh worden geleid daagt deze al lang bestaande theorie die uit. Zij debatteren dat de „grens sholow-Townes“ niet de uiteindelijke grens is. Hun basishypothese moet lasers kunnen ontwikkelen die worden beperkt door de „grens sholow-Townes“ maar coherenter zijn.

 

In plaats van het denken aan de laser als holle doos met licht daarin, waar de fotonen herhalen en aan een tarief evenredig aan de hoeveelheid licht in de doos weggaan, stelt het recentste onderzoek een klep op de laser voor om de snelheid te controleren waarbij de fotonen stromen. Deze fysici geloven dit de laser om coherent zal toestaan te zijn voor veel langere tijd dan eerder gedacht.

 

Hoewel het onderzoeksteam gelooft dat de ramingen van Sholow en van Townes van lasercoherentie tegelijkertijd redelijk waren, heeft de quantumtechnologie nu fysici toegelaten om metrisch verder te raffineren.

Sommige critici van het nieuwe werk, echter, zeggen het ontwerp niet voor commerciële toepassingen kan geschikt zijn. Hoewel het in theorie redelijk schijnt, het niet geschikt voor praktische commerciële toepassing. Neem een voorbeeld aangezien de huidige laserfabrikanten, de meesten van hen niet de „grens sholow-Townes“ gebruiken om hun ontwerpen te leiden.

 

Niettemin, is het Peck team zeker dat het zijn nieuw laserontwerp in ons leven zal brengen. Hun doel is een maser te bouwen, voor quantum programmering in een quantumdiecomputer van supergeleidende kringen wordt gemaakt. Houd in mening, echter, dat zulk een ambitieuze inspanning jaren onderzoek op lange termijn en vele grote problemen kan vereisen om worden opgelost.

 

Dit recentste onderzoek kan opnieuw definiëren welke lasermiddelen, volgens een peer review. Als de superradiant LASER, die in 2012 werd uitgevonden, spreekt het ontwerp de traditionele definitie van een LASER tegen. Zij veroorzaken geen licht door wat bevorderde emissie genoemd geworden is, zodat zijn „s“ en „e“ in het acroniem „LASER“ niet meer aangewezen.