Направляясь к цунами света

Сверхинтенсивные световые импульсы, состоящие из одного периода волны, могут быть описаны как цунами света. До сих пор таких сильных и коротких световых импульсов никогда не наблюдалось. Теперь исследователи из Технологического университета Чалмерса и Гетеборгского университета, Швеция, предлагают теоретическую схему создания столь ожидаемых сильных волн. Световые импульсы могут быть использованы для изучения взаимодействия между веществом и светом по-новому. Предоставлено: Йен Страндквист, Илья Тиле, Чалмерский технологический университет.

Исследователи из Технологического университета Чалмерса и Гетеборгского университета, Швеция, предложили способ создания совершенно нового источника излучения. Сверхинтенсивные световые импульсы состоят из движения одной волны и могут быть описаны как цунами света. Сильная волна может быть использована для изучения взаимодействия между веществом и светом уникальным способом.

«Этот источник излучения позволяет нам смотреть на реальность под новым углом — это похоже на поворот зеркала и открытие чего-то совершенно другого», — говорит Илья Тиле, физик-теоретик из Технологического университета Чалмерса.

Вместе с д-ром Эвангелосом Симиносом из Гетеборгского университета и профессором физики в Чалмерсе Тюнде Фюлёпом Илья Тиле представил теоретический метод создания максимально быстрого одноволнового движения. Такого рода излучение еще никогда не наблюдалось во вселенной или даже в лаборатории.

Источник излучения интересен для понимания свойств материалов. Поскольку он обеспечивает сверхбыстрое переключение взаимодействий легкой материи, он может быть полезен, например, в материаловедении или исследованиях, связанных с датчиками. Кроме того, он может использоваться в качестве драйвера для других типов излучения и для расширения пределов того, насколько коротким может быть световой импульс.

«Сверхинтенсивный импульс подобен сильному цунами света. Волна может вытянуть электрон из атома, ускоряя его почти до скорости света, создавая экзотические квантовые состояния. Это самый быстрый и самый сильный возможный переключатель, и это прокладывает путь к фундаментальным исследованиям », — говорит доктор Илья Тиле.

Новые импульсы могут быть использованы для исследования и контроля вещества уникальными способами. В то время как другие световые импульсы с несколькими периодами волны постепенно изменяют свойства материала, импульсы с одним периодом сильной волны вызывают внезапные и неожиданные реакции. Исследователи во всем мире пытались создать этот источник излучения, поскольку он представляет большой интерес для научных кругов в области физики и материаловедения.

«Теперь мы надеемся, что сможем перенести нашу теоретическую схему в лабораторию. Наш метод может помочь устранить существующие пробелы в научном ландшафте источников света», — говорит Тюнде Фюлёп.

Новый метод создания сверхинтенсивных световых импульсов

Исследователи предлагают метод генерации сверхинтенсивных световых импульсов, содержащих менее одного колебания электромагнитного поля. Эти так называемые импульсы субциклов могут быть использованы для зондирования и контроля вещества уникальными способами. Обычные методы могут генерировать только импульсы субцикла с ограниченной напряженностью поля: при превышении определенного порога усиливающая среда будет ионизироваться усиливающей средой. Исследователи предлагают использовать электронный пучок в плазме, которая не подвержена порогу повреждения, в качестве усиливающей среды для затравочного электромагнитного импульса.

Чтобы обеспечить передачу энергии от электронного пучка к импульсу таким образом, чтобы генерировался импульс субцикла, необходимо ввести пучок на соответствующей фазе колебаний электромагнитного поля. Это может быть достигнуто путем использования зеркала для отражения затравочного импульса во время инжекции электронного пучка. Этот сценарий приводит к значительному усилению затравочного импульса и формированию интенсивного изолированного импульса субцикла . Легкодоступные затравочные импульсы терагерцового диапазона и электронные сгустки от лазерно-плазменных ускорителей могут генерировать импульсы промежуточного инфракрасного субцикла с энергиями на уровне миллиджоуля, которые очень желательны в качестве зондов вещества, но их невозможно получить с помощью обычных источников.

Источник информации: https://phys.org/news/2019-03-tsunami.html#jCp

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...