Микромазер из микроволновой схемы экспресс
Обычный лазер — это усилитель света, в котором атомы, получив энергию, дружно испускают волны одной частоты. Мазер делает то же самое, но для микроволн — невидимого излучения, которое греет еду в микроволновке и передаёт сигналы в телефонах. В новой работе физики собрали мазер не из газа или кристалла, а из сверхпроводящей электрической схемы, где вместо настоящего атома работает искусственный элемент с несколькими уровнями энергии.
Такой прибор называют микромазером, потому что он крошечный и работает с отдельными порциями микроволнового излучения. Авторы настроили схему так, чтобы искусственный атом сначала накачивался энергией от внешнего микроволнового тона, а затем отдавал её волне, усиливая её. Это похоже на качели: если толкать их в такт, они раскачиваются всё сильнее.
Главная ценность эксперимента — в гибкости платформы. Сверхпроводящие схемы позволяют точно задавать, сколько уровней энергии у искусственного атома, как он связан с полем и как быстро теряет энергию. Поэтому можно воспроизводить разные режимы мазерной физики и изучать их в контролируемых условиях. Возможно, это поможет лучше понять, как ведут себя квантовые усилители и как строить более чувствительные детекторы микроволн.
Первый мазер использовал пучок молекул аммиака и был настолько точным, что его называли «атомными часами» — он помог проверить теорию относительности Эйнштейна.