Группа исследователей в американской Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) обнаружила, что под воздействием ударной волны кристаллы диэлектриков могут излучать когерентный свет, единственным источником которого до сих пор считались лазеры, сообщает Physics Web.
Узнайте больше в полной версии ➞В ходе расчета, запущенного на суперкомпьютере Thunder, доктор Эван Рид и его коллеги собирались выяснить, как реагирует на ударные волны твердый хлорид натрия (то есть обычная соль). Вычисления проверили на опыте - и убедились, что вместо беспорядочного потока фотонов и электронов кристалл испускает "согласованное" излучение с частотой от 1 до 100 терагерц, что соответствует инфракрасному участку спектра.
Согласно суперкомпьютерным расчетам, из-за вызванных ударной волной колебаний в кристалле возникают ряды "мгновенных диполей", способных согласнованно излучать. Этот процесс напоминает "инверсию заселенности" в лазерах, где когерентный свет возникает при синхронном переходе атомов или молекул из возбужденного состояния в обычное. Тем не менее, отмечают физики, такой эффект не был никем предсказан.
Когерентными называют волны с постоянной разностью фаз. Это математическое свойство проявляется при интерференции - то есть тогда, когда волны "складываются" в разных точках пространства. По сравнению со светом от обычных источников, когерентное излучение несет дополнительную информацию - что, в частности, позволяет создавать с помощью лазеров голограммы, то есть трехмерные изображения предметов. Кроме того, когерентный свет необходим для сверхточных измерений и передачи информации по оптическим каналам.
Физики говорят, что пока новый источник излучения заменить лазеры не способен. Проблема заключается в низкой интенсивности и малом "энергетическом выходе" - в свет превращается меньшая часть переданной кристаллу энергии. Однако, по словам ученых, эффект можно использовать для изучения различных ударных волн - распределенные в пространстве кристаллы диэлектриков будут создавать интерференционную картину, которая упростит анализ и свойств волны, и внутренней структуры вещества.