Китайські вчені презентували революційний пристрій, який генерує лазерні промені звукових хвиль, надзвичайно потужніші та вужчі за будь-які інші створені до цього «фононні лазери». Цей лазер, сконструйований на основі мікроскопічної кульки, оточеної відбивною порожниною та стимульованої електродом, здатен випромінювати звукові частинки — фонони — з небаченою досі інтенсивністю.
Концепція фононного лазера базується на принципах квантової механіки і використанні кетозу для генерації звукових хвиль, аналогічних до світлових фотонів у традиційних лазерах. Цей прорив був здійснений Хуей Цзіном з Хунаньського педагогічного університету та його командою, які вдосконалили технологію, дозволивши їй виробляти щільніші та довготриваліші звукові промені.
Центральним елементом системи є кварцова кулька, не більша за звичайну бактерію, яка, будучи розташована у спеціально розробленій відбивній порожнині та впливаючи на неї електромагнітними хвилями через електрод, ініціює створення фононів. Ці звукові частинки потім захоплюються порожниною та підсилюються до моменту формування потужного лазерного променя.
![](https://i0.wp.com/t4.com.ua/wp-content/uploads/2024/03/zvukovyj-lazer.webp?resize=788%2C525&ssl=1)
Унікальність цього пристрою полягає у його здатності генерувати фонони з значно вищою «яскравістю» та щільністю променя, ніж це було можливо раніше, що робить його потенційно корисним для застосувань у біомедицині та глибоководному моніторингу завдяки здатності фононів ефективніше передаватися через рідини.
Однак, як зазначає Річард Норте з Делфтського технологічного університету, перед комерційним використанням фононних лазерів стоїть ряд викликів, пов’язаних з їх складністю та необхідністю подальших досліджень та розробок. Лише час покаже, чи зможуть фононні лазери мати такий самий революційний вплив на сучасне життя, як і їх оптичні аналоги. Зокрема, існує необхідність у створенні більш простих і доступних експериментальних установок, що дозволять інтегрувати фононні лазери в різноманітні практичні застосування.
Незважаючи на ці виклики, потенціал фононних лазерів залишається величезним. Їхні унікальні властивості можуть відкрити нові горизонти в медичних дослідженнях, зокрема у візуалізації тканин організму та вивченні молекулярних процесів. Крім того, фононні лазери можуть знайти застосування в розвитку нових комунікаційних технологій та у системах точного вимірювання.
У підсумку, хоча фононні лазери ще знаходяться на ранніх етапах розвитку, їхня здатність виробляти високоякісні звукові промені вже зараз демонструє значний науковий і технологічний інтерес. Продовження досліджень у цій галузі обіцяє відкриття нових можливостей для використання звуку на квантовому рівні.