Εφευρέθηκαν ηχητικά «λέιζερ»







Όλοι έχουν ακούσει τα λέιζερ, τις εστιασμένες ακτίνες φωτός που χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία εφαρμογών, από τα DVD players μέχρι τα φουτουριστικά όπλα. Τώρα, για πρώτη φορά, οι επιστήμονες δημιούργησαν τα σέιζερ (saser), τα ηχητικά ισοδύναμα των λέιζερ.

Το σέιζερ δημιουργεί μια ισχυρή ακτίνα ομοιόμορφων ηχητικών κυμάτων σε νανοκλίμακα. Η νέα συσκευή μπορεί να έχει σημαντικές μελλοντικές εφαρμογές στους υπολογιστές, τις τεχνολογίες απεικόνισης, τη δημιουργία νέων αντιτρομοκρατικών μεθόδων κ.α.

Η ανακάλυψη έγινε από τον καθηγητή Άντονι Κεντ της Σχολής Φυσικής και Αστρονομίας του βρετανικού πανεπιστημίου του Νότιγχαμ, σε συνεργασία με επιστήμονες του ουκρανικού Ινστιτούτου Φυσικής Ημιαγωγών.

Όπως δήλωσε ο ερευνητής, «η νέα τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να μεταμορφώσει την Ακουστική, με τον ίδιο τρόπο που το λέιζερ μεταμόρφωσε την Οπτική στη διάρκεια των 50 ετών μετά την εφεύρεσή του».

Στο λέιζερ η ακτίνα φωτονίων παράγεται από τη διέγερση των ηλεκτρονίων από μια εξωτερική πηγή ενέργειας, έτσι ώστε να απελευθερώνουν ενέργεια, όταν συγκρούονται με άλλα φωτόνια σε μια ιδιαίτερα αντανακλαστική οπτική κοιλότητα. Με αυτή τη διαδικασία παράγεται μια ελεγχόμενη ακτίνα φωτός λέιζερ, όπου όλα τα φωτόνια έχουν την ίδια συχνότητα και ταλάντωση.

Το σέιζερ μιμείται αυτή την τεχνολογία, χρησιμοποιώντας τον ήχο, για να παράγει μια ηχητική ακτίνα φωνονίων που ταξιδεύει όχι μέσω μιας οπτικής κοιλότητας, όπως στο λέιζερ, αλλά μέσω μιας τεχνητής μικροσκοπικής δομής που αποτελείται από περίπου 50 πολύ λεπτά φύλλα δύο εναλλασσόμενων υλικών ημιαγωγών, του αρσενιδίου του γαλλίου και του αρσενιδίου του αλουμινίου, το καθένα από τα οποία έχει πάχος μόλις λίγα άτομα.

Όταν ενεργοποιούνται από μια ακτίνα φωτός, τα φωτόνια πολλαπλασιάζονται και συγκρούονται ανάμεσα στα στρώματα των δύο παραπάνω υλικών, ώσπου τελικά "δραπετεύουν" με τη μορφή μιας ακτίνας φωνονίων πολύ υψηλής συχνότητας.

Το σέιζερ είναι η πρώτη συσκευή που εκπέμπει κύματα ήχου στην περιοχή συχνοτήτων των terahertz. Η ακτίνα των παραγόμενων ηχητικών κυμάτων έχει μήκη κύματος της τάξης των νανομέτρων (δισεκατομμυριοστού του μέτρου). Μεταξύ άλλων, η ακτινοβολία σε terahertz χρησιμοποιείται στους σκάνερ ασφαλείας των αεροδρομίων για να αποκαλύψει τι βρίσκεται κάτω από ρούχα και μέσα σε αποσκευές. Έτσι, στο μέλλον, μεταξύ άλλων, τα σέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθούν στην ιατρική απεικόνιση ή σε ηλεκτρονικούς ελέγχους ασφάλειας.

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: ΑΠΕ-ΜΠΕ