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レーザーの改革:新しい理論は60年間の共通の理解に挑戦する

March 1, 2021

ジャーナル性質の物理学で出版される調査に従って物理学者の2つの独立したチームの仕事は60年間のレーザーの勝つ一致に挑戦した。

 

最初のレーザーが50年代に発明されてから、物理学者はずっと彼らの色の純度の量の機械限界に基づいてレーザーを造っている。レーザーの「放射の誘導放出による軽い拡大のための不足分はによって発生」、原子を刺激するために同じ周波数の光子が撃たれるとき元の信号のコピーの働く。

 

新しく理論的な調査では、物理学者の2チームはこの長年の限定を避けるために解決を提案する。

 

レーザーに視野を訂正し、食料雑貨品店のバー コードを読み、コンピュータ・チップをエッチングし、月からのビデオ ファイルを送信し、そして車を自己運転することの作動を助力のような日常生活に既に実用化が、ある。最近発見したものはこのリストに白黒レーザーを加え、量子計算のような適用のために結局使用できる。

 

互いと同期してレーザー プロパゲートの光子、レーザーを同じ段階に出す--直線は科学者によってに「段階」呼んだ。簡単に言えば、各光子は近隣の波と一直線に並べられてピークおよびたらいが波のよう、である。

 

白黒レーザーを達成するためには、光子は合わせる意味する長い時間を必要とする波長は正確に一直線に並ばなければならないことを。波長は光源の色を定める。例えば、緑色航法燈の波長は500のそして550ナノメーターの間にである。

レーザーの光子の前述の同時性は一時的な一貫性と呼ばれ、レーザー装置が精密機械に使用することができることをこの超高速および安定した頻度は保障する。

 

しかし従来のレーザーとの問題はレーザーを去る、同調してとどまる時間はレーザーの一貫性の時として知られていると同時に光子が同時性から次第に落ちることであり。

 

物理学の法則に従って、アーサーSchawlow科学者およびチャールズTownesは1958年に非常に実行レーザーの一貫性の時を推定した。これはSchawlow-Townesの限界として知られるようになり、それは十年の成長のレーザーのための基準になった。

「原則的には、私達は大いに凝集性のレーザー」を作れるべきである。デイヴィッドPekkerは、鉛の研究者saied。

 

ピッツバーグ大学の物理学者のデイヴィッドのコツコツつつく音で導かれる研究者のチームはこの長年理論に挑戦している。彼らは「Sholow-Townes限界」が最終的な限界ではないことを論争する。基本的な仮説は「Sholow-Townes限界」のによってできること強いられるが、凝集性であるレーザーを発達させ。

 

それのライトが付いている空箱としてレーザーについて考えるかわりに、光子が箱でライトの量に比例した率で複製し、去るところで、最も最近の研究は光子が流れる速度を制御するためにレーザーの弁を提案する。これらの物理学者はこれがレーザーがより前に考えた長く多くのために凝集性であるようにすることを信じる。

 

レーザーの一貫性のSholowおよびTownesの見積もりはその時に適度だったことを調査チームが信じるが、量の技術は今物理学者が更にメートルを精製することを可能にしてしまった。

しかし新たな業務の何人かの評論家は設計が商用アプリケーションのために適しないかもしれないことを言う。それは理論で適度なようであるが、ない実用的な商用アプリケーションのために適した。現在のレーザーの製造業者として殆んど、例を設計を導くのに使用しない「Sholow-Townes限界」を取りなさい。

 

それにもかかわらず、コツコツつつく音のチームは私達の生命に新しいレーザーの設計を持って来ること確信している。目的は超伝導回路から成っている量コンピュータでプログラムする量のためのMASERを、造ることである。しかし非常に意欲的な努力が解決するべき長期研究および多くの大きい問題の年を要求するかもしれないこと心に留めておきなさい。

 

この最も最近の研究はピア レビューかに従うどんなレーザーの平均、定義し直すかもしれない。2012年に発明されたsuperradiantレーザーのように、設計はレーザーの従来の定義を否定する。それらは知られている、従って「s」および略称「レーザー」の「e」はもはや適切ではないものがによってライトを誘導放出として作り出さない。