04.03.2021

Что такое «говорящие» лазеры?

Новые лазеры разрабатываются в рамках программы нелетального вооружения американских военных. А работа устройств основана на, так называемом, «лазерно-индуцированном эффекте». Инновационное устройство работает, посылая лазерный пучок короткими импульсами. Это нужно для удаления электронов из окружающего воздуха на всем пути лазаера и для создания пучков плазмы. Далее по этому «тоннелю» пускается второй лазер, настроенный на нужную частоту. Образовавшаяся плазма способна вибировать для создания звуковых волн.

Не секрет, что военные ведомства всего мира регулярно ведут работы над новыми видами вооружения. И порой в своих разработках военные эксперты используют весьма любопытные технологии. Так, например, как сообщает британское Daily Mail, ученые США по заказу Пентагона работают над особым видом нелетального оружия — «говорящими» лазерами. И они действительно могут «говорить». А это можно использовать для, например, передачи приказов на расстояние или для разгона демонстрантов.

Эксперты утверждают, что их лазер способен передавть речь и даже шум громкостью до 155 децибел, что вполне может заменить светошумовые гранаты. Сам лазер, что логично, не может проходить через твердые тела, но зато без проблем проникает через стекла и отражается от зеркальных поверхностей. Совсем недавно завершился очередной этап испытаний нового нелетального оружия. На данный момент радиус действия лазера ограничен 100 метрами, но в преспективе ученые хотят увеличить его дальность до нескольких километров.

Зачем нужен «говорящий лазер»

Как уже было сказано, благодаря новой технологии можно передавать приказы солдатам или использовать их для посылания знаков предупреждения. При этом звук слышно лишь в конечной точке, а не на всем протяжении луча лазера. Но это еще не все. Так как шум, издаваемый лазером, довольно громкий, то его можно использовать в качестве отвлекающего маневра. Более того, в отличие от обычных гранат, лазер может воспроизводить повторяющиеся с определнной частотой серии «хлопков».

Имея постоянный источник питания (например, БМП), лазерное устройство может использоваться для мобильного контроля толпы или в качестве дополнительного инструмента, чтобы люди не приближались к военным конвоям или патрулям. Лазер также может быть использован в качестве формы нелетального сдерживающего средства. Хотя он не причиняет физического урона, его воздействие на кожу, по словам военных «довольно болезненное».

Из чего состоит звук

Ежедневно нас окружают сотни различных звуков. А вы когда-нибудь задумывались о строении звука? Из курса школьной физики мы знаем про звуковые волны, но ведь все в нашей Вселенной состоит из элементарных частиц. И звуковая волна — не исключение. Для того, чтобы досконально изучить то, из чего состоит звук, физики из Стэнфордского университета создали очень чувствительный микрофон. Его можно назвать в какой-то степени «квантовым микрофоном», ведь он может уловить колебания элементарных звуковых частиц, называемых фононами.

Что такое фонон

Еще в 1907 году Альберт Эйнштейн предположил возможность существования фононов. Это частица, представляющая собой скопление вибрационной энергии. Фононы излучаются возбужденными атомами и проявляются в виде звука различной частоты. В каждом фононе заключено определенное количество вибрационной энергии. Единица измерения энергии обозначается термином Fock.

Если в звуковой волне регистрируется 1 Fock, то значит она содержит 1 фонон. Если 2 Fock — 2 фонона и так далее. Именно на принципе измерения Fock и основана работа «квантового микрофона».

Что такое «квантовый микрофон» и как он работает

Квантовый микрофон представляет собой охлажденный до сверхнизкой температуры резонатор. Но невооруженным глазом вы увидеть его не сможете, так как он настолько маленький, что его удастся разглядеть лишь под электронными микроскопом с большим увеличением. Резонатор подключен к схеме, внутри которой циркулируют пары связанных электронов.

Отклонение в движении этих пар электронов возникает в результате воздействия на них фононов. Это воздействие и улавливает резонатор, регистрирует и передает в систему для анализа.

Зачем нужен «квантовый микрофон»

В первую очередь, устройство необходимо для того, чтобы более точно изучить природу звуковых волн, а также понять процесс формирования фононов. Более того, «квантовый микрофон» при изменении режима работы способен сам вырабатывать единичные фононы.

То есть его можно в буквальном смысле использовать в качестве генератора элементарных частиц (в данном случае только частиц звука) и, в отличие от того же Большого адронного коллайдера, для этого не нужно проводить столкновения частиц на больших скоростях. Все происходит благодаря генерации незначительных вибраций на атомарном уровне.

Это позволит создать микроскопические устройства, способные сохранять и воспроизводить квантовую информацию, закодированную в параметрах элементарных частиц звука (фононах). Кроме этого, подобные системы могут выступать в качестве преобразователей механических сигналов в оптические и наоборот, что можно будет использовать при создании квантовых компьютеров и других элементов высокотехнологичных гаджетов в будущем.

https://hi-news.ru/feed

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *