เช่นเดียวกับเลเซอร์เอ็กซเรย์แบบแข็ง โฟนอนเลเซอร์ซึ่งไม่สร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเลยนั้นมาช้านานแล้ว ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2504 ชาร์ลส์ คิทเทลแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์เสนอเลเซอร์ที่ยิงโฟนันส์ เพื่อหาปริมาณ “อนุภาค” ของเสียง เลเซอร์ออปติคอลสร้างลำแสงโดยการทำให้อิเล็กตรอนปล่อยโฟตอนที่เหมือนกันผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการปล่อยแสงแบบกระตุ้น เลเซอร์ phonon จะสร้างลำแสงเสียงโดยการขับกลองเพื่อปล่อยการสั่นสะเทือนที่เหมือนกัน
เนื่องจากโฟตอนและโฟตอนเป็นอนุภาคชนิดหนึ่งที่เรียกว่าโบซอน
การแปลจากแสงเป็นเสียงจึงน่าจะเป็นเรื่องง่าย Kittel โต้แย้ง หนึ่งในคุณสมบัติที่กำหนดของโบซอนคือคุณสมบัติทางควอนตัมเดียวกันหลายๆ ตัวสามารถกองรวมกันที่พลังงานเดียวกันได้ ลำแสงที่ต่อเนื่องกันที่พุ่งออกมาจากเลเซอร์เป็นการแสดงให้เห็นทางกายภาพของโบซอนเป็นโบซอน
ปรากฎว่าการสร้างโฟตอนในห้องแล็บไม่ใช่เรื่องง่าย และความฝันของ Kittel ก็ไม่เป็นจริงจนกระทั่งปี 2008 ความก้าวหน้าเกิดขึ้นเมื่อกลุ่มที่สถาบัน Max Planck สำหรับ Quantum Optics ในเมือง Garching ประเทศเยอรมนี กระแสโฟนอนที่เชื่อมโยงกันเหมือนเลเซอร์จากอะตอมแมกนีเซียมที่สั่นสะเทือนซึ่งติดอยู่ในสนามเลเซอร์ บทความเกี่ยวกับผลลัพธ์ปรากฏในNature Physicsในเดือนสิงหาคม 2552 โดยมีชื่อง่ายๆว่า “A phonon laser”
นักฟิสิกส์ของ Caltech Kerry Vahala ผู้ซึ่งไปเยี่ยมชมสถาบัน Max Planck เมื่อสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวกล่าวว่า “นั่นเป็นแรงกระตุ้นที่ยิ่งใหญ่สำหรับฉัน” ภายในหนึ่งปีหลังจากกลับไปแคลิฟอร์เนีย เขาได้สร้างโฟนอนเลเซอร์ในเวอร์ชันของตัวเอง
แม้ว่าเลเซอร์ของกลุ่มเยอรมันจะมีลักษณะคล้ายกับประเภท
ที่ใช้การสั่นสะเทือนของอะตอมเพื่อผลิตโฟตอน แต่ Vahala กล่าวว่าทีมของเขานั้น
การติดตั้งของ Vahala ประกอบด้วยหัวกลองแก้ว 2 อัน ซึ่งเรียกว่าเครื่องสะท้อนเสียงแบบกระซิบ-แกลเลอรี-โหมด ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 63 ไมโครเมตร เมื่อเลเซอร์ที่ใช้แสงแบบดั้งเดิมส่องไปที่หัวกลอง พวกมันฮัมเพลงด้วยความถี่ที่ปรับได้ ซึ่งเป็นเอฟเฟกต์ที่วาฮาลาใช้เพื่อสร้างโฟนอนเลเซอร์
Resonator ได้รับการตั้งชื่อตามแกลเลอรีเสียงกระซิบ พื้นที่ใต้โดมที่ซึ่งคำพูดเบาๆ ที่ผนังด้านหนึ่งสามารถได้ยินได้อย่างชัดเจนที่อีกด้าน เช่น ที่มหาวิหารเซนต์ปอลในลอนดอน เช่นเดียวกับเพดานทรงโดมที่นำคลื่นเสียงไปรอบๆ ห้องโดยแทบไม่สูญเสียระดับเสียง ตัวสะท้อนเสียงโหมดกระซิบ-แกลเลอรีจะนำทางแสงเลเซอร์เป็นวงกลมโดยไม่สูญเสียความสว่างใดๆ
เมื่อมีตัวสะท้อนสองตัว วงกลมจะสัมผัสกันเป็นรูปแปด เมื่อแสงส่องไปรอบๆ มันจะออกแรงกดที่ตัวสะท้อน ทำให้พวกมันสั่นสะเทือนเพื่อผลิตโฟนอน Vahala กล่าวว่าการปล่อยนั้นคล้ายคลึงกับหลอดไฟแฟลชที่ทำให้อิเล็กตรอนขับโฟตอนในเลเซอร์แบบเดิม เขาและเพื่อนร่วมงานได้ส่งแสงเลเซอร์ที่ส่องไปรอบๆ เรโซเนเตอร์มากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อสร้างโฟนอนส์ที่มีความถี่ที่เหมาะสม ขยายสัญญาณเพื่อสร้างลำเสียงที่เชื่อมโยงกัน
โฟนอนเลเซอร์ของ Vahala รายงานในPhysical Review Lettersในเดือนกุมภาพันธ์ ทำให้เกิดคลื่นเสียงที่มีความถี่มากกว่า 20 ถึง 400 เมกะเฮิรตซ์ ซึ่งสูงเกินกว่าที่มนุษย์จะได้ยิน แต่ไม่สูงพอสำหรับการถ่ายภาพทางการแพทย์ การแกะสลัก หรือการใช้งานอื่นๆ ที่เสนอ “ในแง่ของการที่โฟนอนเลเซอร์สามารถไปได้” เขากล่าว “นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น”
จับคลื่น
เลเซอร์ที่ใช้แสงไม่ได้ช่วยสร้างคลื่นเสียงเพียงอย่างเดียว อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถผลิตคลื่นชนิดอื่นที่อาจนำไปสู่เครื่องเร่งความเร็วรุ่นต่อไป นั่นคือ คลื่นพลาสม่า
นักฟิสิกส์อนุภาคซึ่งขับเคลื่อนเพื่อถอดรหัสธรรมชาติพื้นฐานของสสาร ได้สร้างเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ขึ้นและใหญ่ขึ้นเพื่อชนอนุภาคเข้าด้วยกันด้วยพลังงานที่สูงขึ้นและสูงขึ้น ความพยายามเหล่านี้ได้สิ้นสุดลงที่ Large Hadron Collider ซึ่งเป็นสัตว์ประหลาดใต้ดินที่คร่อมพรมแดนระหว่างสวิตเซอร์แลนด์และฝรั่งเศส แต่บางคนกังวลว่า LHC อาจผลักดันขีดจำกัดของทรัพยากรและอสังหาริมทรัพย์ที่สามารถรองรับได้
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
