А у меня тем временем вышла еще одна статья. На этот раз никакой квантовой магии, зато любопытный кейс того, как работает наука. Начну немного издалека, но это поможет понять историю.
Один из студентов в нашей группе давно работает на новым лазером для длины волны в 2 микрона. Возможно, вы этого не знаете, но лазеры бывают совсем не любой длины волны (цвета то бишь). А особенно если речь идет про высокостабильные лазеры, где длина волны и мощность остаются постоянными на протяжении долгого времени, мы довольно ограничены в выборе. Вот и с 2мкм так: хороших лазеров для этой длины волны не было вовсе до недавнего времени (кстати, это инфракрасное излучение, если интересно).
А нам жуть как хочется хороший лазер на 2мкм для детекторов гравитационных волн: это бы позволило использовать новые материалы для зеркал и значительно снизить тепловые шумы в детекторе. Можно, конечно, взять плохой лазер для 2мкм и построить хитрую схему подавления шума, чтобы улучшить его поведение. Проблема в том, что это сложно в целом + это очень сложно сделать на низких частотах (тут речь о частоте шумовой компоненты относительно основной частоты лазера). Наша концепция иная: мы берем очень хороший лазер для 1мкм, и, пропуская его через нелинейный кристалл, конвертируем свет в 2мкм. Это стандартная техника в классической оптике. Главная фишка в том, что стабильность основного лазера на 1мкм тоже должа унаследоваться на 2мкм.
Так вот, собственно история: студент уже давно сделал этот самый лазер на 2мкм с нашим подходом, и сейчас занимается источником квантового света для него, но это не суть. В процессе написания предыдущей статьи мы решили посмотреть: а насколько сохраняются свойства основного лазера при конвертации? Как и ожидалось, они сохранились. Здорово, конечно! И решили, чисто для истории, обработать все данные, которые у нас были, а не только финальные измерения. Каково же было наше удивление, когда мы обнаружили, что в определенных случаях (в режиме, где обычно никто не делает конверсию) стабильность не только сохраняется, но и улучшается!
Первая мысль была — ну это точно ошибка измерения. Сделали новые — нет, все так, в этом необычном режиме лазер на 2мкм действительно оказывается стабильнее оригинального. Тут я засел за теорию, которая моментально подтвердила наблюдения. Это было удивительно: это классическая технология, которая используется в тысячах лабораторий (и не только), и изучена вдоль и поперек, почему это никто до сих пор не заметил?!
Разумеется, эффект оказался как из учебника (уравнения буквально можно найти в учебнике), просто никто его не применял для улучшения стабильности лазера. А т.к. проявление эффекта требовало необычного режима работы девайса, никто на это не обратил внимание. Первые теоретические уравнения, описывающие эффект, я нашел с 60х. За это время я не нашел ни одного эксперимента, который бы это наблюдал! Вот такие удивительные истории бывают.
Мы, конечно, написали статью (она хорошая получилась, кстати), и подались в неплохой журнал. Было удивительно, когда нас туда не пропустили даже на ревью. Ну, не пропустили и не пропустили, мы подались в другой, не такой пафосный (и там все прошло как по маслу). И что вы думаете, в том журнале, куда мы изначально подавались, на днях выходит статья с очень похожим экспериментом. С одной только разницей, что та статья — ошибочная! Они получили похожий эффект, но интерпретировали совершенно неверно (ну т.е. формально верно, но бессмысленно). Не думаю, что они там что-то подмухлевали, скорее всего, просто так совпало.
Ну да и ладно, бог с ними. У нас зато красивые картинки 🙂 Почитайте, она в открытом доступе:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399224016372
