لیزر صوتی!!! عجب اسم عجیبی. مگر میشود چنین دستگاهی داشته باشیم؟ ما همواره لیزر را به عنوان یک نور بسیار متمرکز شناخته ایم. اگر چنین دستگاهی وجود داشته باشد، حداقل اسمش بایستی چیز دیگری باشد. چرا که کلمهی لیزر یا laser از حروف اول عبارت Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation یا تقویت نور به کمک گسیل القایی تشعشعات، گرفته شده است.
پس وقتی ما اسم وسیلهای را لیزر میگذاریم، آن وسیله بایستی با نور یا نوعی تشعشع سر و کار داشته باشد. اما واقعا وسیلهای وجود دارد که کار مشابهی را برای صوت انجام میدهد که به آن سازر یا saser گفته میشود که این کلمه از حروف اول عبارت Sound Amplification by Stimulated Emission of Radiation تشکیل شده است.
ایدهی پشت ساخت سازرها، مشابه ایدهی ساخت لیزرهاست.
لیزرها پرتوهای متمرکز نور ایجاد میکنند و سازرها پرتوهای متمرکز امواج صوتی تولید میکنند. در یک لیزر، فوتونها به وسیلهی یک منبع خارجی به سمت الکترونها پرتاب میشوند و در اثر این برخورد، فوتونهای جدیدی ایجاد میشوند. در هر بار برخورد، فوتونهایی که فرکانس و سرعت نوسان یکسانی دارند، اجازه مییابند از لیزر خارج شوند.
به این شکل، پرتویی از فوتونهای هم فرکانس ایجاد میشود که نسبت به یک نور عادی، انرژی بیشتر و متمرکزتری با خود به همراه دارد. این پرتوی لیزر، انسجام بیشتر و آنتروپی (بینظمی) کمتری دارد و به راحتی قابل کنترل کردن است. به همین خاطر، شما میتوانید یک پرتوی لیزر را به فواصل دور نیز بتابانید، بدون اینکه نگران ضعیف شدن آن باشید. اما صدا که مانند نور از فوتون تشکیل نشده است. ما میتوانیم امواج صوتی را متشکل از ذرات فرضی یا شبه ذراتی (quasi particles) در نظر بگیریم که اسم آنها فونون (Phonon) است.
در سازر، یک پرتو از فونونهای صدا ایجاد میشود. سپس باید این فونونها از یک فیلتر عبور کنند. اما این فیلتر بسیار پیچیده است؛ قطر آنها تنها در حد چند اتم است و از مواد نیمه رسانا ساخته شده است. در این مکانیزم، به فونونها انرژی زیادی داده میشود تا در نهایت به یک فرکانس بسیار بالا برسند و بتوانند از این فیلتر فرار کنند. حالا ما یک موج صوتی با فرکانس بسیار بالا در حد فرکانس امواج فروسرخ و مایکروویو داریم. با این تفاوت که در اینجا، به جای فوتونهای نور، مولکولهای هوا را داریم. پس یک سازر احتمالا میتواند جایگزین مواردی شود که در آنها از امواج فروسرخ و مایکروویو استفاده میشود.
مثلا در گیتهای بازرسی در فرودگاهها یا تصویربرداری پزشکی از آنها استفاده شود. البته هنوز به چنین تکنولوژیهایی دست نیافته ایم و تحقیقات در این زمینه ادامه دارد.
– اَبا اِباد