Теперь ученым, наконец, удалось корректно описать физические процессы в случайных лазерах разных типов, правильно учтя рассеяние излучения. Кроме этого, теория вполне подходит для описания лазеров, у которых в качестве резонатора используется фотонный кристалл.
Приложения у таких лазеров могут быть самые неожиданные. Например, можно сделать миниатюрный температурный датчик, представляющий собой просто кусочек специальной чувствительной к температуре активной среды, закрепленный в нужном месте. Если ее накачать, например, посветив обычным лазером, то цвет излучения случайного лазера будет определяться температурой кусочка и легко может быть считан на расстоянии.
Другим приложением могут стать печати для документов, которые в принципе невозможно подделать. Для этого их краску делают из лазерного красителя и добавляют в нее отражающие частицы. После высыхания значение длины волны генерируемого печатью света будет определяться расположением всех отражающих частиц, а поскольку их число и расположение всякий раз разное, то и длина волны для каждой печати уникальна. ГА
Исследователи из Гарвардского университета при поддержке немецких коллег разработали простой и дешевый способ встраивания полупроводниковых нановолокон в кремниевые чипы. Он прекрасно вписывается в современное массовое производство и обещает решить старую проблему интеграции в чипы эффективных излучателей.
Ученые экспериментировали с нановолокнами из оксида цинка с электронным типом проводимости. Сначала их поместили на хорошо проводящую кремниевую подложку с дырочной проводимостью p-типа, затем на две трети залили изолирующим слоем стекла, а уже сверху посередине нанесли второй металлический электрод. Ток с него равномерно перетекает в нанонить почти по всей ее длине, а концы нити начинают работать как два светодиода, излучающих ультрафиолет с длиной волны 380 нм.
Взяв вместо оксида цинка другой полупроводник, можно получать светодиоды практически на любую нужную длину волны, от инфракрасного диапазона до ультрафиолета. Метод бутерброда не зависит от положения и ориентации нановолокон. Но как именно следует помещать нановолокна в нужных местах, изобретатели скромно умалчивают. Для этого есть несколько способов, но предложенный подход пока не слишком гладко сочетается с ними, так что ученым есть еще над чем поработать.
Однако игра стоит свеч. Таким образом можно изготавливать большие массивы нанолазеров для оптических соединений внутри и между чипами, излучатели фотонных компьютеров или даже чипы для химических анализов. ГА
Простые и изящные эксперименты, прямо подтвердившие доказанную 124 года тому назад первооткрывателем электрона Дж. Дж. Томсоном теорему об устойчивости кольца вихрей, провели ученые из Университета Конкордии в Монреале. Впрочем, очень похожие эксперименты практически одновременно выполнили физики из Датского технического университета в Копенгагене. Ну а если покопаться в литературе, то, вполне вероятно, отыщется статья, в которой нечто похожее уже делали с полвека тому назад.
В начале научной карьеры сэра Джозефа Джона Томсона в моде была теория, согласно которой атомы и молекулы - это просто вихри или их комбинации в заполняющем все пространство эфире. С открытием электрона, а затем и других элементарных частиц о теории вихрей благополучно забыли, но некоторые ее нетривиальные результаты все же оказались полезны.
Дело в том, что если взглянуть на южный полюс Земли из космоса, то порой можно стать свидетелем странной картины. Скопившаяся в верхних слоях атмосферы плотная пелена облаков увлекается вращением планеты и образует замысловатые вихри. Центр у них всегда круглый, а вот края иногда принимают форму правильного многоугольника с числом углов до шести. Подобные многоугольники иногда возникают в центрах ураганов, шестиугольный вихрь прописался на северном полюсе Сатурна, а в центре спиральной галактики NGC 598 астрономы наблюдают треугольную конструкцию. Но никто никогда не видал семиугольника или фигуры с большим числом углов. Так и должно быть. Это запрещает теорема Томсона, утверждающая, что образования из семи и большего числа вихрей неустойчивы.
Но полюс полюсом, а хотелось бы "пощупать" вихри в лаборатории. Это и проделали канадские физики на простой установке из прозрачного ведра с вращающимся дном. Воды наливали немного - так, чтобы центробежные силы оттесняли воду к краям, а центр становился сухим. Скорость вращения дна постепенно увеличивали, а процесс снимали на цифровую камеру.
Как и ожидалось, сначала вихрь в ведре был круглым, а затем, по мере увеличения скорости, как и предсказывает теория, возникал 3-, 4-, 5- и, наконец, 6-угольник из вихрей. Шестиугольник был чрезвычайно устойчив, а семиугольник никогда не наблюдался. Похожие результаты получили в Дании, но там воды не жалели и попутно изучили, что изменяется в зависимости от глубины.