Según un estudio publicado en la física de la naturaleza del diario, el trabajo de dos equipos independientes de físicos ha desafiado 60 años de consenso que prevalecía en los lasers.
Desde que el primer laser fue inventado en los años 50, los físicos han estado construyendo los lasers basados en límites mecánicos del quántum en la pureza de sus colores. El laser, cortocircuito para la “amplificación ligera por la emisión estimulada de la radiación,” funciona generando una copia de la señal original cuando los fotones de la misma frecuencia se tiran adentro para excitar los átomos.
En el nuevo estudio teórico, dos equipos de físicos proponen una solución para evitar esta prolongada limitación.
Los lasers tienen ya usos prácticos en vida cotidiana, tal como corrección de la visión, lectura de códigos de barras en colmados, grabar al agua fuerte los chips de ordenador, transmitir los archivos de vídeo de la luna, y ayuda actuar la uno mismo-conducción de los coches. Los descubrimientos recientes podían añadir los lasers monocromáticos a esta lista y utilizarlos eventual para los usos tales como computación de quántum.
Los fotones en la propagación del laser en sincronización con uno a, expulsando el laser en la misma fase -- una alineación llamó “en fase” por los científicos. Puesto simplemente, cada fotón es como una onda, con sus picos y canales alineados con las ondas vecinas.
Para alcanzar un laser monocromático, los fotones necesitan una época más larga de sincronizar, que significa que sus longitudes de onda se deben alinear exacto. La longitud de onda determina el color de la fuente de luz. Por ejemplo, la longitud de onda de la luz verde está entre 500 y 550 nanómetros.
La sincronización antedicha de los fotones del laser se llama coherencia temporal, y esta frecuencia ultrarrápida y estable se asegura de que los dispositivos del laser se puedan utilizar para los instrumentos de precisión.
El problema con los lasers tradicionales, sin embargo, es que los fotones caen gradualmente de la sincronización mientras que salen del laser, y el tiempo que permanecen en la sincronización se conoce como la época de la coherencia del laser.
Según las leyes de la física, los científicos Arthur Schawlow y Charles Townes estimaban la época de la coherencia de un laser altamente de ejecución en 1958. Éste se conocía como el límite de Schawlow-Townes, y se convirtió en la prueba patrón para los lasers que se convertían por décadas.
“En principio, debemos poder hacer lasers mucho más coherentes.” David Pekker, un investigador de la ventaja saied.
Un equipo de investigadores llevados por el físico David Peck de la universidad de Pittsburgh está desafiando esta prolongada teoría. Sostienen que el “límite de Sholow-Townes” no es el último límite. Su hipótesis básica es poder desarrollar los lasers que son obligados por el “límite de Sholow-Townes” pero es más coherente.
En vez del pensamiento en el laser como caja hueco con la luz en ella, donde los fotones replican y se van a una tarifa proporcional a la cantidad de luz en la caja, la última investigación propone una válvula en el laser para controlar la velocidad a la cual los fotones fluyen. Estos físicos creen éste permitirá que el laser sea coherente durante mucho más tiempo que pensó previamente.
Aunque el equipo de investigación crea que las estimaciones de Sholow y de Townes de la coherencia del laser eran razonables en ese entonces, la tecnología del quántum ahora ha permitido a físicos refinar más lejos el métrico.
Algunos críticos de la nueva obra, sin embargo, dicen que el diseño puede no ser conveniente para los usos comerciales. Aunque parezca razonable en teoría, hace no conveniente para el uso comercial práctico. Tome un ejemplo como los fabricantes actuales del laser, la mayor parte de ellos no utilizan el “límite de Sholow-Townes” para dirigir sus diseños.
No obstante, el equipo del peck se siente confiado que traerá su nuevo diseño del laser en nuestras vidas. Su meta es construir un MASER, para el quántum que programa en un ordenador cuántico hecho de circuitos superconductores. Tenga presente, sin embargo, que un esfuerzo tan ambicioso puede requerir años de investigación a largo plazo y muchos de problemas grandes que se solucionarán.
Esta última investigación puede redefinir qué medios del laser, según una revisión paritaria. Como el laser superradiant, que fue inventado en 2012, el diseño contradice la definición tradicional de un laser. No producen la luz con qué se conoce como emisión estimulada, así que el “s” y “e” en las siglas “laser” son no más apropiados.
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