|
Когерентные и некогерентные монохроматические волны, иллюстрация из Википедии
|
Группа исследователей в американской Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) обнаружила, что под воздействием ударной волны кристаллы диэлектриков могут излучать когерентный свет, единственным источником которого до сих пор считались лазеры, сообщает Physics Web.
В ходе расчета, запущенного на суперкомпьютере Thunder, доктор Эван Рид и его коллеги собирались выяснить, как реагирует на ударные волны твердый хлорид натрия (то есть обычная соль). Вычисления проверили на опыте - и убедились, что вместо беспорядочного потока фотонов и электронов кристалл испускает "согласованное" излучение с частотой от 1 до 100 терагерц, что соответствует инфракрасному участку спектра.
Согласно суперкомпьютерным расчетам, из-за вызванных ударной волной колебаний в кристалле возникают ряды "мгновенных диполей", способных согласнованно излучать. Этот процесс напоминает "инверсию заселенности" в лазерах, где когерентный свет возникает при синхронном переходе атомов или молекул из возбужденного состояния в обычное. Тем не менее, отмечают физики, такой эффект не был никем предсказан.
Когерентными называют волны с постоянной разностью фаз. Это математическое свойство проявляется при интерференции - то есть тогда, когда волны "складываются" в разных точках пространства. По сравнению со светом от обычных источников, когерентное излучение несет дополнительную информацию - что, в частности, позволяет создавать с помощью лазеров голограммы, то есть трехмерные изображения предметов. Кроме того, когерентный свет необходим для сверхточных измерений и передачи информации по оптическим каналам.
Физики говорят, что пока новый источник излучения заменить лазеры не способен. Проблема заключается в низкой интенсивности и малом "энергетическом выходе" - в свет превращается меньшая часть переданной кристаллу энергии. Однако, по словам ученых, эффект можно использовать для изучения различных ударных волн - распределенные в пространстве кристаллы диэлектриков будут создавать интерференционную картину, которая упростит анализ и свойств волны, и внутренней структуры вещества.
