СВЕРХИЗЛУЧЕ́НИЕ

СВЕРХИЗЛУЧЕ́НИЕ, коо­пе­ра­тив­ное ис­пус­ка­ние элек­тро­маг­нит­ных волн ан­самб­лем ато­мов или мо­ле­кул, в ко­то­ром по­ле из­лу­че­ния ус­та­нав­ли­ва­ет фа­зо­вые кор­ре­ля­ции от­дель­ных из­лу­ча­те­лей. Пред­ска­за­но амер. фи­зи­ком Р. Дик­ке в 1954; впер­вые об­на­ру­же­но в 1973 груп­пой ис­сле­до­ва­те­лей Мас­са­чу­сет­ско­го тех­но­ло­гич. ин-та. Мо­де­лью С. мо­жет слу­жить из­лу­че­ние ан­самб­ля ди­по­лей, ко­леб­лю­щих­ся с оди­на­ко­вой фа­зой при ха­рак­тер­ном раз­ме­ре ан­самб­ля мно­го мень­ше дли­ны из­лу­чае­мой вол­ны: ин­тен­сив­ность из­лу­че­ния ан­самб­ля уве­ли­чи­ва­ет­ся в N² раз при уве­ли­че­нии чис­ла ди­по­лей в N раз. Кван­то­во­ме­ха­нич. ана­лиз из­лу­чаю­ще­го ан­самб­ля двух­уров­не­вых сис­тем, об­ла­даю­ще­го пе­ре­ста­но­воч­ной сим­мет­ри­ей, да­ёт осо­бую временнýю за­ви­си­мость ин­тен­сив­но­сти из­лу­че­ния. Сра­зу по­сле од­но­вре­мен­но­го воз­бу­ж­де­ния всех ком­по­нен­тов ан­самбль из­лу­ча­ет как со­во­куп­ность не­за­ви­си­мых двух­уров­не­вых сис­тем. Че­рез не­ко­то­рое вре­мя, на­зы­вае­мое вре­ме­нем за­держ­ки, по­яв­ля­ет­ся ко­рот­кий им­пульс, ин­тен­сив­ность ко­то­ро­го про­пор­цио­наль­на квад­ра­ту чис­ла из­лу­чаю­щих сис­тем. Мак­си­мум ин­тен­сив­но­сти при­хо­дит­ся на мо­мент вы­рав­ни­ва­ния на­се­лён­но­стей ос­нов­но­го и воз­бу­ж­дён­но­го уров­ней, что от­ли­ча­ет С. от вы­ну­ж­ден­но­го из­лу­че­ния. Для реа­ли­за­ции С. не­об­хо­ди­мо, что­бы вре­мя за­держ­ки не пре­вы­ша­ло вре­ме­ни ре­лак­са­ции сис­те­мы, что на­кла­ды­ва­ет ог­ра­ни­че­ние на ми­ним. чис­ло сис­тем ан­самб­ля. При экс­пе­рим. на­блю­де­нии С. из ма­ло­го объ­ё­ма воз­ни­ка­ют про­бле­мы, свя­зан­ные с де­фа­зи­ров­кой отд. сис­тем вслед­ст­вие ди­поль-ди­поль­но­го взаи­мо­дей­ст­вия. В экс­пе­ри­мен­тах, за­ре­ги­ст­ри­ро­вав­ших С., ис­поль­зо­ва­лась вы­тя­ну­тая вдоль оси на­блю­де­ния га­зо­вая сре­да, раз­ме­ром мно­го боль­ше дли­ны вол­ны: в та­кой кон­фи­гу­ра­ции С. кон­цен­три­ру­ет­ся по на­прав­ле­нию оси сис­те­мы.

Пер­спек­ти­вы прак­тич. ис­поль­зо­ва­ния С. свя­за­ны с воз­мож­но­стью соз­да­ния на его прин­ци­пе без­ре­зо­на­тор­ных ис­точ­ни­ков ко­ге­рент­но­го из­лу­че­ния в диа­па­зо­не от ра­дио- до рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния.