Спочатку це була просто цікава ідея. Тепер вона стала реальністю, а скоро може послужити основою для маси нових технологій. Мова про «сазер», пристрій, що працює на манер звичайного лазера, але замість випромінювання використовує звук.
«Сазер» - звуковий аналог лазера, що створює уніфіковані «промені» звукових хвиль. На думку творців пристрою, англійського професора Ентоні Кента (Anthony Kent) і Бориса Главіна, його колеги з українського Інституту фізики напівпровідників імені Лашкарьова, воно може стати майже настільки ж значущим для технологій 21-го століття, як став лазер для технологій століття 20-го. Він може знайти застосування в майбутніх комп'ютерах, системах відображення зображень і навіть у захисті від терористичних атак. Втім, про все по порядку.
Лазер створює пучки випромінювання, яке характеризується монохроматичністю (всі вхідні в нього хвилі мають строго однакову довжину хвилі) і когерентністю (всі хвилі коливаються в однаковій фазі, одночасно досягають максимуму і мінімуму). Різні типи лазерів працюють на різних довжинах хвиль, створюючи промені в мікрохвильовому, ультрафіолетовому, видимому, інфрачервоному, рентгенівському діапазонах. Але в будь-якому випадку вони працюють з електромагнітними хвилями, а значить - зі складовими їх елементарними частинками-фотонами.
На відміну від них, для «сазера» (saser, з'єднання sound і laser - далі ми будемо писати це слово без лапок) частинками служать фонони, свого роду кванти вібраційного руху. Нагадаємо, що звук являє собою вібрацію повітря, що проходить через нього поздовжню хвилю.
Впорядкований потік фононів утворюється і посилюється при проходженні через мікроскопічну коміристу структуру, що складається з приблизно 50-ти дуже тонких (у кілька атомів шириною) напівпровідникових шарів - арсеніда галію, що чергується з арсенідом алюмінію. Фонон, потрапляючи в цю структуру, стимулюється зовнішнім джерелом енергії (світловим пучком) і, знову і знову відбиваючись від шарів напівпровідника, створює нові синхронізовані фонони, поки не покине її у вигляді високочастотного когерентного звукового «променя». Пучок цей коливається з терагерцевою частотою, відповідно, довжина його хвилі має нанометровий порядок.
Такий напівпровідниковий «бутерброд» може використовуватися не тільки для створення впорядкованої звукової хвилі, але і для маніпуляції нею, і для її детектування, що і дає пристрою масу можливих застосувань. Наприклад, його можна використовувати для «просвічування» матеріалів у пошуках дефектів, розміри яких можна порівняти з довжиною хвилі - тобто, на нанометровому рівні. Це вкрай корисно для роботи з сучасними мініатюрними мікросхемами. Крім того, вплив таких високочастотних коливань може змінювати електричні властивості наноструктур, а значить, сазер знайде застосування в комп'ютерах майбутнього.
Сам Ентоні Кент каже: «Хоча робота над сазером була натхненна швидше науковим, ніж практичним інтересом, я відчуваю, що технологія ця має всі шанси здійснити революцію в галузі акустики, таку ж, яку здійснили лазери в оптиці за 50 років з моменту їх відкриття». До його слів варто прислухатися: вчені вже отримали грант на розвиток своєї технології, і значна сума в 636 тис. фунтів стерлінгів може свідчити про те, що й інші фахівці вважають її вельми і вельми перспективною.
Читайте також про те, як вчені створили звукову «чорну діру»: «Без звуку».
За прес-релізом University of Nottingham