تاپیک جامع اسلحه های لیزری

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: سیزر، لیزری از جنس صدا:

دانش - لیزر به پرتویی از نور گفته می.شود که اجزای آن کاملا یکنواخت و هماهنگ با یکدیگرند. این ویژگی، کاربردهای فراوانی برای لیزر به همراه داشته و اکنون، نسل جدید لیزرها به جای نور از امواج صوتی استفاده می.کند.
محمود حاج.زمان: دو گروه از محققین با استفاده از پوسته نازک طبل و برج.های مرتعش، نوع جدیدی از لیزر را تولید کرده.اند که به جای نور از خود صدا ساطع می.کند. این لیزر صوتی که از سوی برخی از محققین سیزر (Saser) نام گرفته.است، هنوز در مراحل ابتدایی قرار دارد؛ اما تیم تحقیقاتی معتقدند که این وسیله روزی در تمام زمینه.های علوم، از تصویربرداری فراصوتی گرفته تا ساخت لوازم الکترونیکی سریع.تر، مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
به گزارش نیچر، ایده ساخت سیزر قدمتی به اندازه خود لیزر دارد. اساس کار لیزر تقویت یک رنگ یا فرکانس خاص نور است. دو آینه بازتابنده با قرار گرفتن در فاصله مناسب از یکدیگر باعث تشدید فرکانس نور می.شوند. فضای خالی بین دو آیینه توسط گازی که نور را تقویت می.کند، پر می.شود. هنگامی.که نور بین آیینه.ها جابه.جا می.شود، گاز موجود قدرت آن را افزایش می.دهد و وقتی.که نور از انتهای وسیله خارج می.شود، به شکل پرتوی منسجمی است که تمام ذرات نور آن دارای رنگ و فرکانس یکسان هستند.
اصول مربوط به امواج نور و امواج صوت تقریبا یکسان است. در شرایط مناسب، می.توان یک پرتو منسجم از امواج صوتی را در داخل یک قطعه ماده جامد تولید کرد. امواج صوتی بسیار کندتر از نور حرکت می.کنند و بنابراین، در یک فرکانس مشخص، طول.موج صوت خیلی کوتاه.تر از طول.موج نور هم فرکانس آن است. به گفته کری واهالا، فیزیکدان موسسه تکنولوژی کالیفرنیا در پاسادانا، امواج صوتی با طول.موج کوتاه می.توانند کاربردهای عملی بسیار مفیدی داشته.باشند. به عنوان مثال پرتوهای صوتی می.توانند در ساخت دستگاه.های فراصوتی با تفکیک.پذیری بسیار بالا استفاده شوند. چنین دستگاهی به راحتی می.تواند ذراتی را که قوی.ترین میکروسکوپ.ها نیز قادر به مشاهده آنها نیستند، ردیابی کنند.
اما کوتاه بودن طول.موج امواج صوتی که سیزر را تا این اندازه جذاب می.سازد، ساخت آن را نیز بسیار سخت می.کند. در لیزرهای معمولی تقویت کردن تنها یک فرکانس بسیار ساده است، زیرا فرکانس.های مشابه تشدید نمی.شوند. اما طول.موج کوتاه امواج صوتی به این معناست که در یک فضای واحد، فرکانس.های خیلی بیشتری برای تشدید با یکدیگر رقابت می.کنند. این فرکانس.های اضافی باعث اتلاف انرژی سیزر می.شوند. در گذشته واهالا با تیم تحقیقاتی دیگری برای ساخت وسیله.ای شبیه سیزر در دماهای فوق.سرد کار کرده بود، اما تاکنون هیچ کس نتوانسته بود سیزری بسازد که در دمای اتاق کار کند.
طبل، برج و باقی قضایا
برای مجزا کردن یک فرکانس خاص، واهالا و گروهش با استفاده از یک لیزر دو طبل از جنس سیلیسیوم را به میزان تنها چند ده میکرومتر به نوسان درآوردند. انرژی نور باعث شد که دو طبل با فرکانس مشخصی نوسان کنند. با مشاهده نحوه لرزش لیزر هنگام تحریک طبل.ها، واهالا و گروهش توانستند تشدید یک فرکانس منفرد در یکی از طبل.ها اثبات کنند. هنگامی.که سیستم از یک حد آستانه عبور کرد، طبل مذکور با یک فرکانس خالص شروع به تپیدن می.کرد. تنظیم فاصله طبل.ها بازخورد بین آنها را تغییر می.داد و به گروه اجازه داد تا بتوانند فرکانس صدا را تنظیم کنند.
گروه تحقیقاتی دیگری از یک سیستم کاملا متفاوت برای تولید سیزر استفاده کردند. تونی کنت و گروهش از دانشگاه ناتینگهام انگلستان، برجی را که از به صورت یک در میان از لایه.های نیمه.رسانای آرسنید گالیوم و آرسنید آلومینیوم ساخته شده.بود، استفاده کردند. وقتی که یک پرتوی لیزر به بالای برج برخورد می.کرد، صدایی را ایجاد می.کرد که باعث می.شد الکترون.های موجود در آرسنید گالیوم به صورت کوانتومی از بین لایه آرسنید آلومینیوم تونل بزنند. این تونل زدن باعث تقویت صدا در فرکانس خاصی می.شد که به نوبه خود باعث می.شد الکترون.ها بیشتری در فرایند تونل زدن شرکت کنند. به گفته کنت، این اثر تقویتی اگرچه برای مدت کوتاهی انسجام داشت، اما مفهوم سیزر را اثبات می.کرد.
به گفته جرمی فیست از محققان موسسه تکنولوژی فدرال سویس در زوریخ، هر دو نتیجه جالب هستند و احتمالا مزایا و معایبی دارند. وی می.گوید: «گروه واهالا یک لیزر صوتی واقعی را اختراع کرده.است. کار آنها بسیار هوشمندانه است، اما وسیله آنها در فرکانس.های مگاهرتزی کار می.کند. چنین فرکانسی برای بسیاری از کاربردها، کمتر از میزان مورد نیاز است. علاوه بر این، تولید امواج صوتی از پوسته طبل و انتقال آنها از میان یک جسم جامد کار دشواری است.»
در مقابل، برج کنت از فناوری نیمه.رساناها استفاده می.کند که اتصال آن را به مدارهای نیمه.رسانا آسان.تر می.سازد. همچنین این وسیله با فرکانس معادل چند صد گیگاهرتز کار می.کند، فرکانسی که در خیلی از وسایل الکترونیکی مدرن استفاده می.شود. با این وجود، این وسیله بخش اعظمی از انرژی خود را از دست می.دهد که باعث می.شود موج صوتی تولید آن دارای فرکانس مناسبی نباشد.
فیست می.گوید: «هنوز معلوم نیست که کدام یک از این سیزرها بهتر خواهد بود. آنها کاربردهای خود را پیدا خواهند کرد، اما من نمی.دانم که این کاربرد چه خواهد بود.» واهالا اگرچه با فیست موافق است اما اضافه می.کند که در حال حاضر، ساختن چنین وسیله.ای به تنهایی نیز یک موفقیت ارزشمند است. وی می.گوید: «بازی تازه شروع شده است.»

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 122]