De optische laser is sinds de uitvinding in 1960 uitgegroeid tot een wereldwijde technologiemarkt van $ 10 miljard. en heeft geleid tot Nobelprijzen voor Art Ashkin voor het ontwikkelen van optische pincetten en Gerard Mourou en Donna Strickland voor het werken met gepulseerde lasers. Nu heeft een onderzoeker van het Rochester Institute of Technology samengewerkt met experts van de Universiteit van Rochester om een ​​ander soort laser te creëren:een laser voor geluid, met behulp van de optische pincettechniek uitgevonden door Ashkin.

In het nieuwste nummer van Natuurfotonica , de onderzoekers stellen een fononlaser voor en demonstreren deze met behulp van een optisch zwevend nanodeeltje. Een fonon is een kwantum van energie geassocieerd met een geluidsgolf en een optische pincet test de grenzen van kwantumeffecten afzonderlijk en elimineert fysieke verstoringen uit de omgeving. De onderzoekers bestudeerden de mechanische trillingen van het nanodeeltje, die tegen de zwaartekracht in zweeft door de stralingskracht in het brandpunt van een optische laserstraal.

"De positie van het nanodeeltje meten door het licht dat het verstrooit te detecteren, en door die informatie terug te voeren naar de pincetstraal, kunnen we een laserachtige situatie creëren, " zei Mishkat Bhattacharya, universitair hoofddocent natuurkunde aan het RIT en een theoretisch onderzoeker op het gebied van kwantumoptica. "De mechanische trillingen worden intens en lopen perfect synchroon, net als de elektromagnetische golven die uit een optische laser komen."

Omdat de golven die uit een laserpointer komen synchroon lopen, de straal kan een lange afstand afleggen zonder zich in alle richtingen te verspreiden - in tegenstelling tot licht van de zon of van een gloeilamp. Bij een standaard optische laser worden de eigenschappen van de lichtopbrengst gestuurd door het materiaal waaruit de laser is gemaakt. interessant, in de fononlaser zijn de rollen van licht en materie omgekeerd - de beweging van het materiële deeltje wordt nu bepaald door de optische feedback.

"We zijn erg enthousiast om te zien wat het gebruik van dit apparaat zal zijn, vooral voor detectie en informatieverwerking, aangezien de optische laser zoveel, en nog steeds in ontwikkeling, toepassingen, " zei Bhattacharya. Hij zei ook dat de fonon-laser belooft het onderzoek van fundamentele kwantumfysica mogelijk te maken, inclusief engineering van het beroemde gedachte-experiment van Schrödingers kat, die op twee plaatsen tegelijk kunnen bestaan.

Bhattacharya werkte samen met de experimentele groep onder leiding van Nick Vamivakas aan het Institute of Optics van de Universiteit van Rochester. Bhattacharya's theoretische team op het papier bestond uit RIT-postdoctorale onderzoekers Wenchao Ge en Pardeep Kumar, terwijl Vamivakas de huidige UR-afgestudeerde studenten Robert Pettit en Danika Luntz-Martin leidde, voormalig afgestudeerde student Levi Neukirch en postdoctoraal medewerker Justin Schultz.