Солитоны могут помочь в поиске экзопланет
AstroNews.ru - 25 Декабря 2013 13:58:17
Водяные солитоны (одиночные волны) могут проходить несколько километров, при этом в их форме или амплитуде не будет наблюдаться значительных изменений, в отличие от нормальных волн, которые расширяются по мере своего продвижения и, в конце концов, исчезают. Солитоны, открытые более 150 лет назад, представляют собой удивительный феномен распространения вол и могут наблюдаться не только в водной среде: как пример можно привести песчаные дюны или космическую плазму. Уникальное качество солитонов – в том, что они могут удерживать форму благодаря нелинейным и дисперсионным эффектам, которые стабилизируют волну. Солитоны даже могут встречаться как пульсации света, которые могут распространяться в достаточно прозрачном пространстве, например, в оптическом телекоммуникационном волокне.
Ученые Швейцарской высшей технологической школы Лозанны, в сотрудничестве с Российским Квантовым Центром и Московским Государственным университетом сделали открытие, что так называемые оптические диссипативные солитоны могут так же существовать в миллиметровых оптических резонаторах.
Оптический резонатор – совокупность нескольких отражающих элементов, образующих открытый резонатор (в отличие от закрытых объёмных резонаторов, в диапазоне СВЧ), формирующих стоячую световую волну. Когда такая световая волна путешествует по кругу внутри резонатора, небольшая часть ее может извлекаться каждый раз, когда свет завершает один круг.
Ученые Лаборатории Фотоники и Квантовых Измерений Швейцарской высшей технологической школы проанализировали пульсации, извлеченные из резонатора, и обнаружили, что они удивительно коротки; намного короче, чем одна миллионная одной миллионной секунды. Из-за небольшого размера оптического резонатора время между двумя извлеченными пульсами является очень коротким, а уровень пульса – очень высоким.
Это представляет собой не только научный интерес; высокий уровень повторяющихся ультра—коротких световых пульсов имеет множество возможностей приложения в астрономии, для поиска подобных Земле планет, в химии – для идентификации незнакомых субстанций, не говоря уже о том, что мощности сегодняшних телекоммуникационных сетей могут резко увеличиться. Более того, солитоны можно использовать для генераций в СВЧ-диапазоне с низким уровнем шумов, или в будущем, для космических оптических часов, которых значительно могут улучшить сегодняшнюю геонавигацию. Ученые запатентовали свое открытие и надеются, что скоро его можно будет использовать в самых разных целях.