Всех с наступающим новым учебным годом!

Мы открываем канал, посвященный науке и жизни на Кафедре физики колебаний физфака МГУ.

- Вас волнуют новости об открытиях в области квантовой механики и физики гравитационных волн?
- Интересуетесь новыми видами электроники и способами обработки информации?  
- Вы младшекурсник, колеблющийся с выбором кафедры или уже опытный колебатель? 

Тогда Вам сюда  - на канал кафедры физики колебаний!

Оптические микрорезонаторы – уникальные фотонные устройства (генераторы, датчики и фильтры), сочетающие субмиллиметровый размер с гигантской (больше миллиарда👆) добротностью. Обратной стороной высокой концентрации излучения является их перегрев и вызванные им паразитные эффекты – тепловое расширение и терморефракция. Однако для пытливых исследователей не существует нежелательных эффектов…🔬

В недавней публикации группы профессора кафедры физики колебаний Игоря Антоновича Биленко в престижном журнале Optics Letters исследованы свойства "тёмного" солитона в нагретых резонаторах (в приложенном видео он выглядит как плоский провал по отношению к среднему уровню засветки): если частота резонатора при нагреве растет, то устойчивы широкие солитоны, в противном случае – узкие. Интересно, что взаимодействие тепловых процессов с кубично-нелинейными оптическими эффектами позволяет генерировать темные состояния без дополнительных ухищрений, к которым прибегают ученые из других лабораторий.

#acta_oscillatoria

Казалось бы, что общего у темных солитонов из предыдущего сообщения и утконосов? Однако при поисковых запросах гугл их путает 🤔

Дело в том, что темный солитон называют платиконом (platicon), а латинское название утконоса – platypus. И в том и в другом слове встречается греческий корень «плато», что означает «широкий, плоский». Платикон так назвали за плоский провал интенсивности на фоне засветки, а утконоса (дословно «плосконог») – за плоскостопие.

Приобщиться к тайнам платиконов и других солитонов можно, посещая в этом семестре спецкурс "Физика высокодобротных микрорезонаторов" к.ф.-м.н. О.В. Боровковой – одного из авторов статьи “Platicon stability in hot cavities” (на фото: Ольга Владимировна, ее учебное пособие и один из утконосов, выпадающих при поисковом запросе «платикон»).

#acta_oscillatoria

Можно ли измерить звук внутри кристалла? Кажется, что нет, но у нас получилось!
В лаборатории акустооптики и оптической обработки информации разработали оригинальную методику измерений, о которой вы можете более подробно прочитать в статье аспирантки Екатерины Костылевой и профессора С.Н. Манцевича в журнале Ultrasonics.

В двух словах: если у Вас в коробке с ёлочными игрушками случайно завалялась квазиколлинеарная акустооптическая ячейка (от других акустооптических приборов её отличает то, что акустическая волна распространяется по задумке сонаправленно свету), а ещё лазер и некоторые другие приборы, и непременно осциллограф, тогда Вы тоже сможете узнать, как по длине кристалла распределена акустическая мощность. Нужно только наладить работу вашей установки, и вот Вы уже видите на экране осциллографа, как затухает ультразвуковая волна в кристалле.

#acta_oscillatoria

Взаимодействие света со звуком, о котором говорилось в предыдущем посте, может и происходить в форме рассеяния света на тепловых упругих волнах. Оно получило название рассеяния Мандельштама – Бриллюэна. Его не стоит путать с комбинационным рассеянием (эффектом Рамана, Нобелевская премия 1930), при котором свет неупруго рассеивается на молекулах вещества, также с изменением частоты излучения за счет взаимодействия с вращательными и колебательными степенями свободы молекулы...

Из этого может получиться неплохая викторина, или, учитывая специфику канала
... #осцопрос

На сегодняшнем семинаре кафедры проф. С.П. Вятчанин поздравил победителей конкурса магистерских работ им. акад. В.В. Мигулина: Дарию Игоревну Салыкину и Александра Викторовича Карпенко. Желаем выпускникам дальнейших научных успехов и удачи с поступлением в аспирантуру!

Время подвести итоги викторины недельной давности. Большинство правильно ответило: впервые наблюдал рамановское рассеяние Л.И. Мандельштам (на фото – он сам и лунный кратер его имени). Вот еще малоизвестные, но многозначительные факты из его биографии:
• 20-летним молодым человеком 👨‍🎓 он работает в лаборатории К.Ф. Брауна – изобретателя электронно-лучевой трубки и одного из создателей радио;
• В 28 лет он исправляет основную ошибку теории рассеяния Рэлея: рассеяние происходит не на молекулах, а на флуктуациях плотности;
• Л.И. Мандельштам – один из творцов квантовой механики: теории туннельного эффекта и автор соотношения неопределенности в терминах «энергия-время»;
• с 1915 по 1917 Мандельштам работает научным консультантом крупнейшего подразделения Siemens (АО Siemens&Halske, головной офис в Санкт-Петербурге - Петрограде);
• и… ☺️ да, в 1930 году Леонид Исаакович основал нашу кафедру!

#осцопрос

Сегодня на семинаре кафедры аспирантка Екатерина Костылева выступила с докладом о поездке на конференцию "International Congress on Ultrasonics" (2023 ICU), проходившую с 18 по 21 сентября в Пекине: о новостях акустооптики, и о том, почему ее нельзя путать 👆 с оптоакустикой, а еще она поведала нам как попасть в Запретный город, о Храме Неба, спящем Будде и других достопримечательностях древнего города.

Наша кафедра ведёт общефакультетский курс "Радиофизика", на котором мы рассказываем о принципах обработки сигналов, расчета электрических цепей и электронных схем.

Как Вы думаете, почему на четвертый-пятый семинар имеет смысл прихватить с собой пачку спагетти?

Делитесь своими идеями в комментариях!
#осцопрос

Так что там со спагетти на семинарах по радиофизике? Они могут пригодиться для иллюстрации распределенной колебательной системы и волн в длинных линиях.  Когда Вы их сгибаете, они редко разламываются пополам: этот процесс тесно связан с распространением в них изгибных волн, что исследовалось в специальной статье в журнале Physics Review Letters. В видео показываем процесс, а также способ демпфирования нежелательных колебаний от З.А. Пятаковой.

#осцопрос

Это не танцы с веерами 🪭, это проф. А.П. Пятаков проводит занятие на летней школе в Шанхае, читает приглашенный доклад на июльском симпозиуме в Самарканде и пленарную лекцию сегодняшнем открытии конференции ICFM в Форосе. А веер — геометрическая иллюстрация принципа Кюри: если видите асимметрию в эффекте — ищите ее же и в причине. Применительно к двумерным материалам (на вставке) электрическая поляризация — эффект, изгиб — причина. Веерообразная геометрия межатомных связей — внесенная изгибом асимметрия.

Предлагаем новый вариант применения знакомого всем акустооптического фильтра! Более подробно об этом читайте в журнале Frontiers of Optoelectronics в статье (открытый доступ!) С.Н. Манцевича, Е.И. Костылевой, А.Н. Данилина и В.С. Хоркина.

#acta_oscillatoria

Вам очень хочется сделать свою оптическую гребенку и разобраться, за что же получили свою Нобелевскую премию Хэнш и Холл, но не хватает хорошего лазера для оптической накачки? Не расстраивайтесь, мы знаем, что делать.
Давайте посмотрим на установку для генерации модных оптических гребёнок. Вам кажется, что на картинке не хватает лазера? Его действительно нет. Как в 4 задаче радиопрактикума генератор возбуждается за счет шума, так и в нашей установке отсутствует лазер накачки (зато есть шум оптического усилителя).
Вход и выход оптического усилителя соединены цепью обратной связи, включающей акустооптический фильтр. Это – безмодовый лазер, работающий в режиме синхронизации мод (да-да!). Теперь на выходе можно увидеть периодическую последовательность коротких оптических импульсов - в частотном представлении это и будет оптическая гребенка интервалом между линиями, задаваемым временем пробега импульса по цепи обратной связи. Чтобы понизить частоту спектра гребенки или управлять спектральным интервалом, надо просто подать на акустооптический фильтр несколько радиочастотных сигналов одновременно. И вот у вас уже несколько немного различных гребенок сразу! Их интерференция позволит получить как минимум двойные гребенки с управляемым частотным интервалом, равным разностной частоте радиосигналов.