В последнем выпуске журнала Nature Photonics исследователи предлагают и демонстрируют фононный лазер, использующий оптически левитирующую наночастицу. Фонон – это квант энергии, связанный со звуковой волной, и оптический пинцет проверяет пределы квантовых эффектов изолированно и устраняет физические возмущения из окружающей среды. Исследователи изучили механические колебания наночастицы, которая поднимается против силы тяжести под действием силы излучения в фокусе оптического лазерного луча.
«Измерение положения наночастицы путем обнаружения рассеиваемого ею света и передачи этой информации обратно в пучок пинцета позволяет нам создать ситуацию, подобную лазеру», – сказал Мишкат Бхаттачарья, доцент физики в RIT и теоретический исследователь квантовой оптики. "Механические колебания становятся интенсивными и идеально синхронизируются, как электромагнитные волны, исходящие от оптического лазера."
Поскольку волны, исходящие от лазерной указки, синхронизированы, луч может перемещаться на большое расстояние, не распространяясь во всех направлениях – в отличие от света от солнца или от лампочки.
В стандартном оптическом лазере характеристики светового потока контролируются материалом, из которого он изготовлен. Интересно, что в фононном лазере роли света и вещества поменялись местами – движение материальной частицы теперь управляется оптической обратной связью.
«Мы очень рады увидеть, как можно будет использовать это устройство, особенно для зондирования и обработки информации, учитывая, что у оптического лазера так много приложений, и они все еще развиваются», – сказал Бхаттачарья.
Он также сказал, что фононный лазер обещает сделать возможным исследование фундаментальной квантовой физики, включая разработку знаменитого мысленного эксперимента с котом Шредингера, который может существовать в двух местах одновременно.