Лазерный мир

Исследователи из Университета Макгилла разработали сверххолодное квантовое устройство, которое генерирует звукоподобные частицы предсказуемым и настраиваемым образом. По мнению авторов открытия, новая технология открывает путь к созданию фононных лазеров, способных найти применение в высокоскоростной связи, медицинской диагностике и сенсорах.

Как отмечает ведущий автор исследования Михаэль Хильке, современная коммуникация в значительной степени строится на свете, однако у этого подхода есть очевидные границы: в океанах прекрасно распространяется звук, но не свет. В человеческом теле звуковые волны тоже могут стать полезным диагностическим инструментом, если только научиться их грамотно генерировать. Между тем создавать и использовать фононы, то есть кванты звука, до сих пор было крайне сложно. 

Чтобы преодолеть эти ограничения, команда сконструировала новое устройство, охлаждаемое до экстремально низких температур — буквально до тысячных долей градуса выше абсолютного нуля. Именно такие условия делают поведение электронов предсказуемым и позволяют наблюдать квантовые эффекты, когда материя начинает вести себя как волны. Через двумерный слой кристалла толщиной всего в несколько атомов ученые пропускают электрический ток, и слой захватывает электроны в узком канале, генерируя на квантовом уровне управляемый звук.

Принцип работы устройства напоминает действие обычного лазера, который испускает когерентный свет — поток фотонов. Точно так же фононный лазер способен генерировать когерентный звук, то есть упорядоченный поток фононов.

Технология обещает найти применение в высокоточной метрологии, связи и обработке сигналов — особенно там, где свет и электрические токи бессильны: под водой или в биологических тканях. Кроме того, в будущем управляемый звук может стать альтернативным способом передачи информации.

Источник: https://rg.ru/2026/04/28/fononnye-lazery.html