Un nou laser ultrarapid emite impulsuri de lumină de 30 de miliarde de ori pe secundă

Laserele uluitor de rapide tocmai au crescut de nivel.

Laserele ultrarapide emit rafale de lumină scurte, cu foc rapid, fiecare impuls durând de obicei zeci de milionatimi de miliardime de secundă. Un nou laser pulsează de 30 de miliarde de ori pe secundă – de aproximativ 100 de ori mai rapid decât majoritatea laserelor ultrarapide, raportează cercetătorii în 28 septembrie. Ştiinţă.

Creșterea vitezei a fost datorită unei noi tehnici de realizare a laserelor ultrarapide. În mod obișnuit, cercetătorii folosesc o tehnică numită blocare a modului, în care lumina sare înainte și înapoi într-o cavitate în oglindă, astfel încât undele luminoase se construiesc unele pe altele pentru a crea fulgerări scurte. Noua metodă adoptă o abordare mai „forță brută”, spune coautorul studiului, David Carlson, fizician la Institutul Național de Standarde și Tehnologie din Boulder, Colorado, prin diviziunea unui fascicul laser continuu în impulsuri individuale.

Laserele ultrarapide pot produce ceea ce este cunoscut sub numele de pieptene de frecvență, lumină alcătuită din culori discrete. Aceste nuanțe uniform distanțate arată ca dinții unui pieptene când sunt trasate. Pentru ca noua abordare să funcționeze, oamenii de știință au fost nevoiți să elimine vibrația electronică care altfel ar mânji dinții ascuțiți ai pieptenelor.

Acești piepteni pot fi folosiți ca un fel de „riglă” pentru lumină și sunt atât de utili pentru măsurarea precisă a frecvenței luminii încât o parte din Premiul Nobel pentru fizică din 2005 a fost acordată celor doi cercetători care au dezvoltat tehnica (SN: 10/8/05, str. 229). O parte a Premiului Nobel pentru fizică din 2018 a fost acordată și cercetării cu laser ultrarapid, pentru o metodă de producere a impulsurilor laser foarte intense și scurte. Dar acea tehnologie nu a fost folosită în această lucrare (SN Online: 2.10.2018).

Pulsurile mai rapide obținute cu noua tehnică au ca rezultat un pieptene de frecvență cu dinți mai distanțați. Această proprietate ar putea fi utilă pentru calibrarea instrumentelor telescopului numite spectrografe, care subțiază lumina de la stele în diferite culori, ajutând oamenii de știință în observații precum căutarea planetelor dincolo de sistemul solar. Aceste spectrografe nu pot distinge frecvențele prea apropiate, așa că instrumentele necesită un pieptene larg.

Pulsurile mai rapide ar putea accelera, de asemenea, anumite tipuri de imagini ale țesuturilor biologice. Iar laserul ar putea fi util pentru telecomunicații, spune fizicianul și inginerul electric Andrew Weiner de la Universitatea Purdue din West Lafayette, Ind., care a numit lucrarea un „tur de forță”. Fiecare culoare de lumină ar putea transporta propriul flux de informații într-un cablu de fibră optică.

Cercetătorii „au atins acest nivel uimitor de performanță”, spune fizicianul Victor Torres-Company de la Universitatea de Tehnologie Chalmers din Göteborg, Suedia. „De noi depinde să gândim și să visăm ce am putea face cu această sursă de lumină.”