Що таке лазер і як він насправді працює: пояснення вчених
Лазери є важливими пристроями, які знайшли застосування в різних сферах науки та технології. Перші лазери були створені в 1960-х роках для підсилення мікрохвиль, а сучасна лазерна технологія дозволяє підсилювати світлові промені практично в будь-якій частині електромагнітного спектру, за винятком гамма-хвиль.
Читайте також: Плюси та мінуси iPhone: чи варто витрачати такі гроші
Термін "лазер" розшифровується як "посилення світла за допомогою стимульованого випромінювання" (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Суть роботи лазера полягає в концентрації світлових променів та впорядкуванні їхніх хвиль. Однак сучасні лазери не просто підсилюють світло, вони коливають хвилі всередині променя для створення акуратного порядку, пише Sciense Alert.
Серцем лазера є матеріали, які надають частинам електромагнітного спектру енергії під час проходження. Цей процес, відомий як "підсилення", дозволяє підсилити потужність світла. Процес "стимульованого випромінювання" використовується для генерації світла у лазерах. Атоми в матеріалі отримують енергію, яка змушує їхні електрони переходити в збуджений стан. Потім, коли світло проходить через цей збуджений матеріал, електрони поглинають та випускають свої фотони.
У деяких лазерах в якості середовища використовується група електронів, що рухаються з великою швидкістю. Підсилювач лазера, який включає оптичну порожнину, відбиває світло і технічно підсилює кількість світла, що проходить через нього.
Проте ключовою характеристикою лазера є його когерентність. Світло, яке проходить крізь підсилювальне середовище, має однаковий колір, довжину хвилі, напрямок та поляризацію. Таке світло є колінеарним і колінеарність важлива для багатьох застосувань лазерів.
Один із найпотужніших лазерів на Землі знаходиться на заводі European Extreme Light Infrastructure в Румунії. Ця лазерна система використовує сапфірове середовище, леговане титаном, та може генерувати лазерні імпульси потужністю до 10 петаватт (10^15 ватт) на секунду. Це дуже велика кількість енергії, яка може бути використана для вивчення різних явищ та проведення досліджень в різних галузях науки.
Незважаючи на цей рекорд, нові технології можуть дозволити створення лазерів ще більшої потужності у найближчі роки. Китайська "Станція екстремального світла" вже працює над лазерами потужністю до 100 петаватт, що може відкрити нові можливості для досліджень у фізиці та інших галузях науки.
Раніше науковці зі Школи медицини Гроссмана Нью-Йоркського університету знайшли причину, чому людське волосся втрачає свій колір, коли ми старіємо.
Бажаєте отримувати найактуальніші новини про війну та події в Україні – підписуйтесь на наш Телеграм-канал!