Ученые создали самый мощный лазер в истории.

Более четкий лазерный луч означает большую точность. Ученые установили новый рекорд по четкости лазерного луча, создав лазер с шириной линии всего 10 миллигерц (0,01 герц).

Ширина спектральной линии указывает на степень спектрального охвата. Мы еще не достигли идеального лазера, то есть лазера с одной заданной длиной волны (фотоны распространяются на одной и той же частоте). Но мы как никогда близки к этой цели.

Исследователи из Немецкого национального института метрологии (PTB, Physikasisch Bundesanstalt) утверждают, что одним из способов применения этого нового лазера может стать поддержание стандартов времени.

Физик Томас Легеро объясняет: «Чем меньше ширина спектральной линии лазера, тем точнее определяется частота атома в оптических часах. Этот новый лазер позволит нам значительно улучшить качество часов».

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

Кремниевый резонатор отвечает за создание самого четкого лазерного луча на сегодняшний день.

Расстояние между зеркалами, а точнее, их стабильность, определяет ширину спектральной линии лазера. Поэтому задача ученых состоит в том, чтобы обеспечить максимальную стабильность этих зеркал. Это означает устранение помех от изменений давления, вибраций звуковых волн, сейсмических волн и колебаний температуры.

Конечная цель — минимизировать тепловое движение атомов (броуновское движение), которое происходит во всех материалах при конечных температурах. Для достижения этой цели резонатор изготавливается из монокристаллического кремния и охлаждается до температуры -150 градусов Цельсия или -238 градусов Фаренгейта.

Таким образом был создан самый мощный в мире лазерный луч. Исследователи утверждают, что световые волны (от лазера), колеблющиеся примерно 200 триллионов раз в секунду, стабилизируются примерно на 11 секунд, после чего теряют синхронизацию. Этого времени достаточно, чтобы свет пролетел до Луны и обратно пять раз.

Для улучшения возможностей радиосвязи в космосе с помощью лазеров необходимо добиться гораздо большего. И компания PTB уверена, что сможет снизить ширину спектральной линии до уровня ниже 1 миллигерца.

Лазеры используются в оптических атомных часах.

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

Данное исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Согласно Khoahoc.tv