Демонстрационный стенд «Светоиндуцированный дрейф»

Явление светоиндуцированного дрейфа (СИД) было открыто теоретически - «на кончике пера» - в Институте автоматики и электрометрии в 1979 году [1], а затем продемонстрировано экспериментально [2]. Суть этого явления заключается в перемещении в пространстве с помощью резонансного светового излучения поглощающих частиц, например атомов, меняя только отстройку частоты света вблизи максимума лини поглощения света данными атомами. Причем, что очень интересно, этот процесс движения не требует затрат ни энергии, ни импульса со стороны светового излучения, а только затраты «энтропии или информации». С этой точки зрения явление светоиндуцированного дрейфа есть экспериментальная реализация концепции демона Максвелла [3]. Впоследствии эффект СИД оказался полезным для объяснения ряда наблюдательных данных в астрофизике [4], например, в отношении к пекулярным звездам [5].

В нашей лаборатории в образовательных целях создан демонстрационный стенд «Светоиндуцированный дрейф». Он состоит из лазера на красителе с узкой спектральной линией, источника паров натрия и ячейки в виде капилляра. В этом видеоролике показано движение паров натрия в смеси с инертным газом криптоном. Видно, что пары натрия двигаются от источника паров в центре ячейки вправо или влево в зависимости от частоты лазерного излучения.

1. Гельмуханов Ф.Х., Шалагин А.М. Светоиндуцированная диффузия газов. Письма в ЖЭТФ, 29, 12 (1979) 773-776; А.М. Шалагин на Википедии
2. Анцыгин В.Д., Атутов С.Н., Гельмуханов Ф.Х., Телегин Г.Г., Шалагин А.М. Светоиндуцированная диффузия паров натрия. Письма в ЖЭТФ, 30, 5 (1979) 262-265
3. Eliel E.R. Light-induced drift. p. 201. In: Advanced in atomic & molecular physics. V. 30. Eds. D.R. Bates, B. Bederson (Academic Press, 1993). ISBN0080561411, 9780080561417
4. Atutov S.N., Shalagin A.M. Prospects for light-induced drift in astrophysical objects. Soviet Astronomy Letters, 14, 4 (1988) 284
5. Nasyrov K.A., Shalagin A.M. Separation of chemical elements and isotopes in chemically peculiar stellar atmospheres by the light-induced drift effect. Astronomy and Astrophysics, 268, 1 (1993) 201-211