Ученые создали самый острый лазер в истории.

Более острые лазеры означают большую точность. Учёные установили новый рекорд остроты лазера, создав лазер с шириной линии всего 10 миллигерц (0,01 герца).

Ширина линии отражает степень покрытия спектра. Мы пока не достигли идеального лазера, который имел бы только одну длину волны (фотоны передавались бы на одной частоте). Но мы ближе к этому, чем когда-либо.

Исследователи из Немецкого национального института метрологии (PTB) утверждают, что новый лазер может оказаться полезным в деле поддержания наших стандартов времени.

«Чем меньше ширина линии лазера, тем точнее определяется частота атомов в оптических часах. Новый лазер позволит нам значительно улучшить качество наших часов», — объясняет физик Томас Легеро.

После почти 10 лет работы исследователи достигли нового рекорда с помощью кремниевого резонатора Фабри-Перо. Этот прибор используется для управления длиной волны света с помощью двух неподвижных зеркал, расположенных друг напротив друга и расположенных внутри двойного конуса.

Кремниевый резонатор, отвечающий за создание самого острого на сегодняшний день лазерного луча.

Ширина линии излучения лазера определяется длиной зазора между зеркалами, и, в частности, его стабильностью. Поэтому перед учёными стоит задача обеспечить максимальную стабильность этих зеркал. Это означает устранение помех, вызванных перепадами давления, вибрациями звуковых и сейсмических волн, а также колебаниями температуры.

Конечная задача — минимизировать тепловое движение атомов (броуновское движение), происходящее во всех материалах при конечных температурах. Для этого резонатор изготавливается из монокристаллического кремния и охлаждается до -150 градусов Цельсия или -238 градусов Фаренгейта.

Именно таким образом был создан самый острый лазер в мире. Исследователи утверждают, что световые волны лазера, которые колеблются с частотой около 200 триллионов раз в секунду, остаются стабильными примерно 11 секунд, прежде чем теряют синхронизацию. Этого времени достаточно, чтобы свет пять раз дошёл до Луны и вернулся обратно.

Чтобы улучшить радиосвязь в космосе с помощью лазеров, им придётся пойти ещё дальше. В PTB уверены, что им удастся снизить ширину линии до менее 1 миллигерца.

Лазеры используются в оптических атомных часах.

В настоящее время лазеры используются для повышения качества оптических атомных часов и более точного измерения ультрахолодных атомов. В будущем лазеры могут также использоваться для более точного измерения электромагнитного излучения и даже для проверки теории относительности.

Это исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.

По данным Khoahoc.tv