Використовуючи барабан нанорозмірів, вченим вдалося створити лазер, що працює нема на світлі, як звичайний лазер, а на звукових хвилях. Розробка отримала назву фазер. Чому? Оскільки laser - це акронім від «light amplification by stimulated emission of radiation» (посилення світла за допомогою вимушеного випромінювання), нове пристосування, задіють так звані частки звуку - фонони - називається відповідно. В один прекрасний день подібні пристрої можуть стати широко поширеними в медицині, комп'ютерної інженерії, високоточних вимірах і інших сферах.
Чи жарт - лазери цілком можуть, по завіреннях NASA, стати новою формою комунікації. тобто передачею інформації.
Лазер створюється, коли потік частинок світла, тобто фотонів, випускається з певною і дуже вузькою довжиною хвилі. Фотони летять в один час в одне і те ж місце, тим самим ефективно переносячи енергію з одного місця в інше. З моменту винаходу лазера більше 50 років тому, практично всі лазери використовують світлові хвилі. Вчені припускали, що звукові хвилі теж підійдуть, але технічно реалізувати це виявилося дуже складно.
У звичайних лазерах пучок електронів в газі або кристалі порушується одночасно. Коли електрони переходять на нижній енергетичний рівень, вони випромінюють світло певної довжини, який фокусується в пучок за допомогою дзеркал.
На зображенні: висока частота звуку, виробленого фазером.
Звукові лазери працюють за схожим принципом. Фазер Махбубом і команди працює наступним чином: механічний генератор збуджує потік фононів, які вивільняють свою енергію при переході на нижній енергетичний рівень. Обмеження енергії призводить до того, що фазер вібрує на своїй основній частоті, але з дуже вузькою довжиною хвилі. Звуковий лазер виробляє фонони з частотою 170 кілогерц, що куди вище, ніж поріг сприйняття людини (20 кілогерц). Всі пристрій витравлені на інтегральній схемі розміром 1 х 0,5 см.
Якщо ви очікуєте чогось фантастичного, розслабтеся. У світла є перевага: він може подорожувати крізь вакуум, тому лазерний промінь спокійно потрапить в будь-яку точку навіть в космосі. Фононам ж потрібне середовище для проходження, а це означає, що на даному етапі хвилі фазером прикуті до пристрою і середовищі.
«Ми втратимо випромінювання, якщо витягнемо його назовні», - каже Махбуб. - «Тому нам потрібно подумати, яку структуру зробити на резонаторі, щоб той міг перетворювати вібрацію в енергію».
На сьогодні у розробників немає придатних ідей, яким чином це можна здійснити, але вони сподіваються, що інші дослідники зможуть підкинути їм поживи для розуму.
І хоча все це означає, що у вас не вийде подражнити свого кота крихітної точкою звуку, у фазером є величезний потенціал і перспектива в застосуванні. Крихітна частина пристрою перетворює механічні вібрації в спрямований електричний сигнал, який може працювати як мініатюрні годинник. Велика частина сучасної електроніки використовує кварцовий кристал для відліку часу, але ці кристали не відрізняються компактністю, до того ж споживають багато енергії. Невеликий звуковий лазер може дати той же ефект і витіснити кристали кварцу.
Інші потенційні застосування у міру розвитку технології включають ультразвукові частоти для сканування об'єктів або людей з метою безпеки і на благо медицини. Надзвичайно вузькі хвилі звуку можуть бути використані для високоточного вимірювання, як пропонує інженер-електрик Джейкоб Хургин з Університету Джона Хопкінса в Балтіморі.
Хургин дуже високо оцінює розробку: «Будучи в зародковому стані, технологія показала нові перспективи, а значить в її доопрацюванні братиме участь багато людей».
Лазери, між іншим, активно використовуються в роботі так званої адаптивної оптики, а вона, в свою чергу, застосовується в розробці найпотужніших телескопів.
Вчені створили звуковий лазер - фазер Ілля Хель