11.15. Когерентность и материя

Классическая когерентность, генерация излучения в лазерах, когерентное состояние вещества, сверхпроводимость, сверхтекучесть, сверхизлучение, сверхрассеяние  относятся к явлениям когерентности.

Поскольку пространственная когерентность определяется не абсолютным, а относительным угловым размером источника, то оказывается возможной когерентность лучей света, который приходит на Землю от далекой звезды.

Свет самой звезды является пространственно некогерентным, но при наблюдении звезды в телескоп можно видеть резкие кольца, обусловленные когерентными явлениями.

Например, была получена интерференционная картина от Солнца.

За счет синхронизации мод получена интерференция волн с различными частотами, возникающая при генерации лазером ультракоротких импульсов.

Таким способом получены мощности 10¹² Вт при длительности импульса 10^10 с. Эти импульсы тем короче, чем большее число волн с различными частотами будут интерферировать.

Наличие волновых свойств у вещества позволяет поставить вопрос о его когерентности, т. е. о возможности для системы, не взаимодействующих между собой частиц, обнаружить свойства, связанные с синхронизацией фаз функций отдельных частиц, атомов или молекул.

С когерентностью вещества, возникающей в результате резонансного взаимодействия с излучением, связан целый ряд эффектов: самоиндуцированная прозрачность, фотонная индукция, фотонное эхо, оптическая нутация, сверхизлучение, сверхрассеяние, сверхизлучающий фазовый переход, оптическая бистабильность.

В трехуровневой системе с помощью взаимодействия на равновесную фазу импульсов с частотами ₁₂ и ₂₃ можно наблюдать сверхизлучающие импульсы на всех трех частотах. Это позволяет исследовать характеристики перехода, не соответствующего какой-либо из частот излучения, падающего на молекулярную систему.

С помощью трехуровнего подхода было получено, что для спонтанного комбинационного рассеяния на предварительно возбужденной среде может осуществиться режим сверхрассеяния, а также возможность существования солитонов возбужденного комбинационного рассеяния.

Рассматривается возможность создания фотонной машины. Подобно электрогенератору и мотору, лазер и фотонная машина могут меняться ролями. Когерентные явления носят общий глобальный характер.

Они проявляются во всех трех известных уровнях структуры вещества: атомной, ядерной и элементарных частиц в широком диапазоне физических условий при нестационарных и нелинейных процессах.

Когерентные явления наблюдаются для излучения и вещества, для кристаллов, жидкостей, газа, плазмы, молекул атомов, ядер, элементарных частиц и т. д. Обсуждаются вопросы о возможностях получения когерентного гравитационного поля и управления гравитацией.

Когерентные явления успешно применяются в биологии и для приложений в общественных науках.

Обнаружены общие фундаментальные черты различных областей физики, самых разнородных явлений, подтверждающих внутреннее единство материи, указывающих на взаимосвязь когерентных явлений со структурой материи.