Лазер уменьшился на серебре

В последнее время область лазерной физики переживает настоящую революцию. Буквально две недели назад в Nature была опубликована статья Михаила Ногинова из Университета Норфолка в США, в которой он и его коллеги рассказывали о создании источника лазерного излучения размерами в несколько раз меньше длины волны излучаемого им света. Теперь в этом же журнале вышла новая работа на ту же тему.

Ученым Калифорнийского университета в Беркли во главе с профессором Сян Чжаном без ложной скромности удалось начать новый этап развития лазерной физики.

Они сумели создать самый маленький в мире полупроводниковый лазер.

Это устройство способно преодолевать дифракционный предел и создавать пятно света размером не просто меньше, чем половина длины волны, как говорит теория, а и меньше, чем, к примеру, одна молекула белка.

Подобными разработками занимаются сразу несколько научно-исследовательских групп. Основной принцип их успеха в создании нанолазеров заключается в использовании так называемых поверхностных плазмонов – квазичастиц, отвечающих квантованию плазменных колебаний, которые представляют собой коллективные колебания свободного электронов на поверхности металла. Эти колебания могут затухать, отдавая свою энергию кристаллической решетке. Кроме того, эти колебания могут каким-либо образом измениться, и в этом случае произойдет испускание света.

Проблема заключалась в том, чтобы заставить колебания меняться все время.

За счет сопротивления, присущего каждому металлу, плазмонное рассеивание происходило, по сути, сразу после начала генерации излучения. Таким образом, необходимо было создать постоянное электромагнитное поле, которые бы поддерживало плазмоны и соответствующее им монохроматическое испускание света.

В работе, опубликованной в Nature, Сян Чжан и его коллеги описывают способ создания такого электромагнитного поля. Проблему потери световой энергии они решили с помощью взаимодействия нити сульфида кадмия (которая в целых 1000 раз тоньше, чем человеческий волос!) и серебряной поверхности, находящейся от нити через изоляционный слой толщиной всего 5 нанометров.

Таким образом, при падении на эту конструкцию света с длиной волны 405 нанометров плазмонный лазер, сделанный Сян Чжаном и его коллегами, переизлучал свет длиной волны 489 нанометров.

При этом размер излучающей области и соответствующего светового пучка мог быть не больше пяти нанометров.

«Эта работа разрушает традиционные представления о лазерном пределе и позволяет сделать важный шаг вперед в области биомедицины, связи и компьютеров», – утверждает ведущий автор работы Сян Чжан.

Изобретение подобных лазеров позволит в самое ближайшее время добиться ощутимого прогресса в ряде областей их применения. Например, еще больше повысить разрешение лазерных микроскопов и других приборов, применяемых в биологии и медицине, где ведется работа с объектами таких малых размеров, как отдельные биологические клетки или даже отдельные молекулы. Использование лазеров с малой излучающей областью в оптических телекоммуникационных системах резко увеличит скорость их работы. Кроме того, подобные лазеры смогут увеличить быстродействие вычислительных систем.

Кризис продлевает жизнь

Вот уже больше года мир находится в состоянии так называемого финансового кризиса, или, говоря по-другому, экономической рецессии. Если вслушаться в большинство разговоров на эту тему, то возникает впечатление, что кризис вызвал одни глобальные проблемы: денег нет, работы нет, все плохо и так далее.

Однако есть у данной ситуации и свои плюсы, которые выяснил социолог Стивен Безручка из Школы социального здоровья при Вашингтонском университете. Результаты его работы опубликованы в Canadian Medical Association Journal.

Ученый исследовал смертность в разных странах в XX веке в периоды больших экономических потрясений и пришел к выводу, что

в период экономического спада в развитых странах смертность падает.

Исследование смертности населения во время экономических катаклизмов привели Безручку к неожиданному, но логичному выводу, который заключается в том, что богатство не всегда приводит к здоровью. Так, в США, где ВВП является одним из самых высоких в мире, более низкая продолжительность жизни, чем у ряда стран с меньшим ВВП и в некоторых странах, которые по величине ВВП приближаются к бедным.

В исследовании говорится, что безработица может плохо отразиться на здоровье людей, но в период экономических спадов человек редко имеет возможность чрезмерно употреблять алкоголь и курение, а также страдать от переедания. Безусловно, такое «воздержание» не может не сказаться благоприятно на здоровье. Кроме того, с возрастанием уровня безработицы люди больше времени проводят с друзьями и близкими, а также со своими детьми.

Человек общается, получает положительные эмоции, что также приводит к общему снижению смертности.

Еще одним фактором, влияющим на продолжительность жизни человека, является автомобиль. В условиях финансового кризиса и безработицы у человека отпадает необходимость ежедневно ездить на работу, а также тратить средства на бензин для своей машины. Как результат – человек с меньшей вероятностью попадет в ДТП, в результате которого может погибнуть или получить серьезные травмы. Кроме того, при отсутствии машины человек больше ходит пешком (а не сидит на одном месте), что полезно для здоровья.

Автор исследования предполагает, что нынешний мировой финансовый кризис как раз и демонстрирует влияние всех этих факторов.

«Современная экономическая рецессия может представлять собой глобальный стимул для пересмотра ценностей в обществе посредством перераспределения доходов, как это было во время Великой депрессии 80 лет назад, – пишет Безручка в своей статье. – Глобальное неравенство в отношении здоровья людей представляет собой беспрецедентную крайность, и сейчас можно было бы извлечь пользу от спада в экономике путем уменьшения разрыва в сфере здравоохранения».

В качестве примера Безручка опирается на труды лауреата Нобелевской премии по экономике 1998 года, индийского экономиста Амартьи Сена. В одной из своих работ тот, в частности, сравнивал страны, которые добились высокой продолжительности жизни населения разными способами: одни за счет высокого роста экономики (как, например, Южная Корея и Тайвань), другие за счет соответствующих реформ здравоохранения (Шри-Ланка). В другой работе Сен приводит пример Великобритании как страны, которая добилась высокого роста улучшения здоровья в XX веке именно во время спада в экономике.

В заключение своей статьи Стивен Безручка говорит о том, что в мире мало людей понимают положительное влияние спадов в экономике, и в этом заключается большая проблема.

«Если бы мы признали, что экономический рост может нанести вред нашему здоровью, то мы могли мы рассмотреть способы ограниченного использования избыточных ценностей и перераспределения ресурсов в обществе для нашего общего блага», – заключает автор.