Έχετε ασφαλώς ακούσει για τα λέιζερ. Εστιάζουν δέσμες του φωτός που χρησιμοποιούνται παντού, από τα σκάνερ των σουπερμάρκετ για να διαβάσουν τις τιμές των προϊόντων έως τα DVD player και τα φουτουριστικά όπλα, όπως για παράδειγμα στον Πόλεμο των Άστρων.
Τώρα, για πρώτη φορά, επιστήμονες δημιούργησαν τα ηχητικά λέιζερ ή saser (σέιζερ) από τα αρχικά των λέξεων Sound Amplification by the Stimulated Emission of Radiation.
Ένα saser (σέιζερ) δημιουργεί μια ισχυρή ακτίνα ομοιόμορφων ηχητικών κυμάτων σε νανοκλίμακα. Η νέα συσκευή μπορεί να έχει σημαντικές και χρήσιμες εφαρμογές στον κόσμο των υπολογιστών, των τεχνολογιών της απεικόνισης, αλλά ακόμα και τη δημιουργία νέων αντιτρομοκρατικών μεθόδων ασφαλείας. Ας σημειωθεί πως το sasers μέχρι τώρα ήταν μια θεωρητική μόνο έννοια .
“Αν και το έργο μας πάνω στα sasers οδηγείται κυρίως από καθαρά επιστημονική περιέργεια, πιστεύουμε ότι η τεχνολογία αυτή έχει τη δυνατότητα να μετατρέψει το πεδίο της ακουστικής, όπως ακριβώς το λέιζερ έχει μετατρέψει την οπτική στα 50 χρόνια από την εφεύρεση του”, είπε ο Anthony Kent από το Πανεπιστήμιο του Νόττινχαμ και καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας.
Η πρωτοπόρος εφεύρεση δημοσιεύεται στο περιοδικό Physical Review B..
"Λέιζερ" όπως ξέρουμε σημαίνει Ενίσχυση Φωτός Μέσω Εξαναγκασμένης Εκπομπής Ακτινοβολίας. Ο Albert Einstein καθοδήγησε το θεωρητικό υπόβαθρο το 1917 για την εφεύρεση του λέιζερ, αλλά η πρώτη συσκευή λέιζερ δημιουργήθηκε μόνο το 1960.
Ένα λέιζερ χρησιμοποιεί τα φωτόνια, τις μονάδες του φωτός σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, συμπεριλαμβανομένης της ορατής, της υπέρυθρης και των ακτίνων-Χ.
Ένα saser από την άλλη μεριά χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα που αποτελούνται από ηχητικές δονήσεις που ονομάζονται φωνόνια.
Σε ένα λέιζερ, η δέσμη των φωτονίων παράγεται μέσω της διέγερσης ηλεκτρονίων με μία εξωτερική πηγή, έτσι ώστε αυτά να απελευθερώσουν ενέργεια όταν συγκρούονται με άλλα φωτόνια σε μια ιδιαίτερα ανακλαστική οπτική κοιλότητα, εξηγούν οι ερευνητές. Αυτή η διαδικασία παράγει μια σύμφωνη και ελεγχόμενη λαμπρή δέσμη φωτός λέιζερ, κατά την οποία όλα τα φωτόνια έχουν την ίδια συχνότητα και ρυθμό ταλάντωσης.
Το σέιζερ μιμείται την τεχνολογία αυτή, αλλά χρησιμοποιεί τον ήχο για την παραγωγή μιας ηχητικής δέσμης φωνονίων. Η δέσμη ταξιδεύει, όχι ανάμεσα από μία οπτική κοιλότητα σαν το λέιζερ, αλλά μέσα από μια μικρή τεχνητή δομή που ονομάζεται υπέρπλεγμα. Το υπέρπλεγμα κατασκευάζεται από περίπου 50 υπέρλεπτα φύλλα δύο εναλλασσόμενων ημιαγωγών υλικών, το αρσενικούχο γάλλιο και το αρσενικούχο αργίλιο, με το κάθε στρώμα να μην υπερβαίνει σε πάχος λίγα άτομα.
Όταν διεγερθεί από μια ισχυρή πηγή ενέργειας (μια φωτεινή ακτίνα), τα φωνόνια πολλαπλασιάζονται αναπηδώντας εμπρός και πίσω μεταξύ των στρωμάτων του υπερπλέγματος, μέχρι να ξεφύγει από τη δομή με τη μορφή μιας δέσμης υπερ-υψηλής συχνότητας φωνονίων.
Ένας βασικός παράγοντας σε αυτή τη νέα επιστημονική ανακάλυψη είναι ότι το σέιζερ είναι η πρώτη συσκευή που μπορεί να εκπέμπει ηχητικά κύματα της τάξεως των Τerahertz στο φάσμα των συχνοτήτων, λένε οι ερευνητές. Η σύμφωνη δέσμη των ακουστικών κυμάτων που παράγεται έχει μήκη κύματος της τάξης του νανόμετρου (δισεκατομμυριοστού του μέτρου).
Η ακτινοβολία σε συχνότητες Terahertz χρησιμοποιείται επίσης για να αποκαλύψει τι κρύβεται πίσω από τα ρούχα σας όταν γίνεται η σάρωση στα αεροδρόμια.
Στο μέλλον, το σέιζερ ενδεχομένως να μπορεί να ανιχνεύσει ρωγμές της κλίμακας των νανόμετρων σε μικρο-αντικείμενα, όπως τα ηλεκτρικά κυκλώματα. Επίσης, το σέιζερ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για ιατρική απεικόνιση και τον ασφαλή έλεγχο με νέους τρόπους.
Οι επιστήμονες πήραν επιχορήγηση 636.000 λιρών από το βρετανικό Συμβούλιο Έρευνας στις Μηχανολογικές και Φυσικές Επιστήμες, για να αναπτύξουν την τεχνολογία του σέιζερ μέσα στα επόμενα τέσσερα χρόνια.
Πηγή: Live Science
Leave a Comment