Квантовые технологии помогли китайским физикам усилить лазерное взаимодействие в 20 раз без роста мощности
01.06.2026
Китайские учёные нашли новый способ «усилить» лазер — и для этого им не пришлось повышать его мощность. Исследование команды под руководством Цзянь Ву из Восточно-Китайского педагогического университета опубликовано в журнале Nature — и оно способно изменить подход к созданию мощных оптических систем.
Суть открытия в том, что вместо наращивания мощности исследователи поработали с «характером» самого света. Обычно фотоны в лазерном луче поступают довольно равномерно, но учёные использовали особый вид квантового света — яркий сжатый вакуум. Он создаёт резкие всплески плотности фотонов — и, как следствие, кратковременные пики интенсивности. При этом средняя энергия остаётся небольшой, а значит, снижается риск повредить материалы и оптические компоненты.
Эксперимент показал впечатляющий результат: импульс с энергией всего в 300 наноджоулей дал тот же эффект, что и обычный лазерный импульс с интенсивностью более чем в 20 раз выше. Для проверки исследователи запускали туннельную ионизацию атомов натрия — процесс, при котором сильное электромагнитное поле деформирует потенциальный барьер атома настолько, что электрон «просачивается» наружу.
Это открытие снимает одно из главных ограничений современной лазерной физики. Сейчас для получения многих важных оптических эффектов нужны сверхмощные импульсы, которые нередко портят исследуемые образцы. А новый метод позволяет добиваться нужного результата гораздо бережнее. Более того, силу взаимодействия можно регулировать, меняя квантово-статистические свойства света, — то есть управлять процессом тонко, без «грубого» наращивания энергии.
Особенно полезной эта технология может оказаться в аттосекундной физике — науке о движении электронов, где временные масштабы невероятно малы (это миллиардные доли миллиардной доли секунды). Там традиционно используют очень интенсивное лазерное излучение, из‐за чего оборудование и образцы нередко страдают. Новый подход позволит лучше контролировать сверхбыстрые процессы и минимизировать повреждения.
В целом работа показывает интересную тенденцию: то, что раньше считали «шумом» и старались убрать, — квантовые флуктуации — теперь можно превратить в полезный инструмент. Пока методика остаётся экспериментальной, но уже ясно: в будущем квантовые свойства света могут стать не менее важным параметром, чем мощность лазера, — и открыть дорогу к более безопасным и точным оптическим технологиям.
Суть открытия в том, что вместо наращивания мощности исследователи поработали с «характером» самого света. Обычно фотоны в лазерном луче поступают довольно равномерно, но учёные использовали особый вид квантового света — яркий сжатый вакуум. Он создаёт резкие всплески плотности фотонов — и, как следствие, кратковременные пики интенсивности. При этом средняя энергия остаётся небольшой, а значит, снижается риск повредить материалы и оптические компоненты.
Эксперимент показал впечатляющий результат: импульс с энергией всего в 300 наноджоулей дал тот же эффект, что и обычный лазерный импульс с интенсивностью более чем в 20 раз выше. Для проверки исследователи запускали туннельную ионизацию атомов натрия — процесс, при котором сильное электромагнитное поле деформирует потенциальный барьер атома настолько, что электрон «просачивается» наружу.
Это открытие снимает одно из главных ограничений современной лазерной физики. Сейчас для получения многих важных оптических эффектов нужны сверхмощные импульсы, которые нередко портят исследуемые образцы. А новый метод позволяет добиваться нужного результата гораздо бережнее. Более того, силу взаимодействия можно регулировать, меняя квантово-статистические свойства света, — то есть управлять процессом тонко, без «грубого» наращивания энергии.
Особенно полезной эта технология может оказаться в аттосекундной физике — науке о движении электронов, где временные масштабы невероятно малы (это миллиардные доли миллиардной доли секунды). Там традиционно используют очень интенсивное лазерное излучение, из‐за чего оборудование и образцы нередко страдают. Новый подход позволит лучше контролировать сверхбыстрые процессы и минимизировать повреждения.
В целом работа показывает интересную тенденцию: то, что раньше считали «шумом» и старались убрать, — квантовые флуктуации — теперь можно превратить в полезный инструмент. Пока методика остаётся экспериментальной, но уже ясно: в будущем квантовые свойства света могут стать не менее важным параметром, чем мощность лазера, — и открыть дорогу к более безопасным и точным оптическим технологиям.