ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2024, № 11 · РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН

О распространении кусочно-голоморфных сигналов через космический мазер

Н.С. Бухман1

1 Самарский государственный технический университет, Самара, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2024.11.25 УДК 537.876 EDN JNVLCB

Аннотация

Проведено изучение распространения кусочно-голоморфных (разрывных) сигналов через область селективного (по частоте) усиления (космический мазер). Показано, что при этом происходит возбуждение усиленного (по сравнению с исходным) сигнала на частоте излучения мазера даже в том случае, когда несущая частота кусочно-голоморфного сигнала на несколько порядков отличается от частоты излучения мазера. Типичные значения коэффициента усиления по интенсивности сигнала для типичного OH-мазера составляют около 40 Дб. Это позволяет рассматривать космические мазеры как природные «детекторы» радио- и видео-сигналов искусственного происхождения.

  • кусочно-голоморфный сигнал
  • РАЗРЫВНЫЙ СИГНАЛ
  • искусственный сигнал
  • космический мазер
  • внеземные цивилизации
Abstract (in English)

On the Propagation of piecewise holomorphic signals through a cosmic maser

The propagation of piecewise holomorphic (discontinuous) signals through the region of selective (frequency) amplification (cosmic maser) has been studied. It is shown that in this case, an amplified signal is excited at the maser radiation frequency compared to the original one, even in the case when the carrier frequency of the piecewise holomorphic signal differs by several orders of magnitude from the maser radiation frequency. Typical signal intensity gain values for a typical OH maser are about 40 dB. This makes it possible to consider space masers as natural "detectors" of radio and video signals of artificial origin.

Для цитирования

Бухман Н.С. О распространении кусочно-голоморфных сигналов через космический мазер // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – № 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.11.25

Литература

  1. Виноградова М. Б., Руденко О. В., Сухоруков А. П. Теория волн. - 1979.
  2. Вайнштейн Л. А. Распространение импульсов //Успехи физических наук. - 1976. - Т. 118. - №. 2. - С. 339-367. https://doi.org/10.3367/UFNr.0118.197602h.0339
  3. Бухман Н.С. О поглощении узкополосного сигнала в диспергирующей среде// Известия вузов. Радиофизика. - 2022. - Т. 65. - № 12. - С. 988-1002. https://doi.org/10.52452/00213462_2022_65_12_988
  4. Бухман Н. С. О принципе причинности и сверхсветовых скоростях распространения сигналов //Радиотехника и электроника. - 2021. - Т. 66. - №. 3. - С. 209-225. https://doi.org/10.31857/S0033849421030049
  5. Ильин В. А., Позняк Э. Г. Основы математического анализа. - Физматлит, 2005.
  6. Стрельницкий В. С. Космические мазеры //Успехи физических наук. - 1974. - Т. 113. - №. 7. - С. 463-502. https://doi.org/10.3367/UFNr.0113.197407c.0463
  7. Таунс Ч. Х. Космические мазеры и лазеры //Квантовая электроника. - 1997. - Т. 24. - №. 12. - С. 1063-1066.
  8. Варшалович Д. А. Мазерный эффект в космосе // Физика космоса: Маленькая энциклопедия / Под ред. Р. А. Сюняева, Ю. Н. Дрожжина-Лабинского, Я. Б. Зельдовича и др. - 2-е изд. - М.: Советская энциклопедия, 1986. - С. 376-378.
  9. Дикинсон Д. Космические мазеры //Успехи физических наук. - 1979. - Т. 128. - №. 6. - С. 345-362.
  10. Смирнов В. И. Курс высшей математики. Том 2 //БХВ-Петербург.-624 с. - 1974.
  11. Бухман Н. С. Об искажении волнового пакета при его распространении в усиливающей среде //Квантовая электроника. - 2004. - Т. 34. - №. 4. - С. 299-306.
  12. Карлов Н. В. Лекции по квантовой электронике. - М.: Наука, 1988.
  13. Собельман И. И. Введение в теорию атомных спектров. - Рипол Классик, 2013.
  14. García T. T. Voigt profile fitting to quasar absorption lines: an analytic approximation to the Voigt-Hjerting function //Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. - 2006. - Т. 369. - №. 4. - С. 2025-2035. https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2006.10450.x
  15. Абрамовиц М. и др. Справочник по специальным функциям. - 1979.
  16. Бухман Н. С., Куликова А. В. О характере дисперсии показателя преломления вблизи уединенной спектральной линии //Радиотехника и электроника. - 2015. - Т. 60. - №. 5. - С. 535-535. https://doi.org/10.7868/S0033849415030080
  17. Бухман Н. С. О нормализации наблюдаемой формы спектральной линии усиления с ростом оптической толщины слоя вещества //Квантовая электроника. - 2000. - Т. 30. - №. 9. - С. 799-802.
  18. Wang L. J., Kuzmich A., Dogariu A. Gain-assisted superluminal light propagation //Nature. - 2000. - Т. 406. - №. 6793. - С. 277-279. https://doi.org/10.1038/35018520
  19. Talukder M. A. I., Amagishi Y., Tomita M. Superluminal to subluminal transition in the pulse propagation in a resonantly absorbing medium // Physical Review Letters. - 2001. - Т. 86. - №. 16. - С. 3546. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.86.3546
  20. Dogariu A., Kuzmich A., Wang L. J. Transparent anomalous dispersion and superluminal light-pulse propagation at a negative group velocity // Physical Review A. - 2001. - Т. 63. - №. 5. - С. 053806. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.63.053806
  21. Акульшин А. М., Чиммино А., Опат Д. И. Отрицательная групповая скорость светового импульса в парах цезия //Квантовая электроника. - 2002. - Т. 32. - №. 7. - С. 567-569. https://doi.org/10.1070/QE2002v032n07ABEH002249
  22. Macke B., Ségard B. Propagation of light-pulses at a negative group-velocity //The European Physical Journal D-Atomic, Molecular, Optical and Plasma Physics. - 2003. - Т. 23. - С. 125-141. https://doi.org/10.1140/epjd/e2003-00022-0
  23. Akulshin A. M. et al. Pulses of" fast light", the signal velocity, and giant Kerr nonlinearity //LASER PHYSICS-LAWRENCE-. - 2005. - Т. 15. - №. 9. - С. 1252.
  24. Золотовский И. О., Семенцов Д. И. Скорость максимума огибающей частотно-модулированного гауссова импульса в усиливающей нелинейной среде //Оптика и спектроскопия. - 2005. - Т. 99. - №. 1. - С. 89-92.
  25. Золотовский И. О., Семенцов Д. И. Скорость огибающей импульса в туннельно-связанных оптических волноводах с сильно различающимися параметрами //Оптика и спектроскопия. - 2006. - Т. 101. - №. 1. - С. 120-123. https://doi.org/10.1134/S0030400X06070204
  26. Macke B., Ségard B. From fast to slow light in a resonantly driven absorbing medium //Physical Review A-Atomic, Molecular, and Optical Physics. - 2010. - Т. 82. - №. 2. - С. 023816. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.82.023816
  27. Akulshin A. M., McLean R. J. Fast light in atomic media //Journal of Optics. - 2010. - Т. 12. - №. 10. - С. 104001. https://doi.org/10.1088/2040-8978/12/10/104001
  28. Малыкин Г. Б., Романец Е. А. Сверхсветовые движения (обзор) // Оптика и спектроскопия. - 2012. - Т. 112. - №. 6. - С. 993-993. https://doi.org/10.1134/S0030400X12040145
  29. Золотовский И. О., Минвалиев Р. Н., Семенцов Д. И. Динамика частотно-модулированных волновых пакетов в световодах с комплексными материальными параметрами //Успехи физических наук. - 2013. - Т. 183. - №. 12. - С. 1353-1365. https://doi.org/10.3367/UFNr.0183.201312e.1353
  30. Macke B., Ségard B. Simultaneous slow and fast light involving the Faraday effect //Physical Review A. - 2016. - Т. 94. - №. 4. - С. 043801. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.94.043801
  31. Macke B., Ségard B. Optical precursors with self-induced transparency //Physical Review A-Atomic, Molecular, and Optical Physics. - 2010. - Т. 81. - №. 1. - С. 015803.
  32. Macke B., Ségard B. Optical precursors in transparent media //Physical Review A-Atomic, Molecular, and Optical Physics. - 2009. - Т. 80. - №. 1. - С. 011803.
  33. Boyd and R. W., Gauthier D. J. " Slow''and" fasf'light // Progress in Optics. - 2002. - V. 43. - P. 497.
  34. Macke B., Ségard B. Simple asymptotic forms for Sommerfeld and Brillouin precursors //Physical Review A-Atomic, Molecular, and Optical Physics. - 2012. - Т. 86. - №. 1. - С. 013837. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.86.013837
  35. Ravelo B. Investigation on microwave negative group delay circuit //Electromagnetics. - 2011. - Т. 31. - №. 8. - С. 537-549. https://doi.org/10.1080/02726343.2011.621106
  36. Macke B., Ségard B. // Opt.Commun. 2008. V. 281. № 1. P. 12-17. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2007.09.007
  37. Sommerfeld A. Über die Fortpflanzung des Lichtes in dispergierenden Medien //Annalen der Physik. - 1914. - Т. 349. - №. 10. - С. 177-202.
  38. Brillouin L. Über die Fortpflanzung des Lichtes in dispergierenden Medien //Annalen der Physik. - 1914. - Т. 349. - №. 10. - С. 203-240.
  39. Aaviksoo J., Kuhl J., Ploog K. Observation of optical precursors at pulse propagation in GaAs //Physical Review A. - 1991. - Т. 44. - №. 9. - С. R5353. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.44.R5353
  40. Österberg U., Andersson D., Lisak M. On precursor propagation in linear dielectrics //Optics communications. - 2007. - Т. 277. - №. 1. - С. 5-13. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2007.04.050
  41. Tanaka H. et al. Propagation of optical pulses in a resonantly absorbing medium: Observation of negative velocity in Rb vapor //Physical Review A. - 2003. - Т. 68. - №. 5. - С. 053801. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.68.053801
  42. Du S. et al. Observation of optical precursors at the biphoton level //Optics letters. - 2008. - Т. 33. - №. 18. - С. 2149-2151. https://doi.org/10.1364/OL.33.002149
  43. Macke B., Ségard B. Brillouin precursors in Debye media //Physical Review A. - 2015. - Т. 91. - №. 5. - С. 053814. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.91.053814
  44. Macke B., Ségard B. On-resonance material fast light //Physical Review A. - 2018. - Т. 97. - №. 6. - С. 063830. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.80.011803