Тема: Нужно подобрать двухмодовый лазер He-Ne.

[SergeyA]

В статье
http://www.numbernautics.ru/chislo-g/784-2012-01-02-15-59-38
и разных ее интерпретациях говорится о двухмодовом гелий-неоновом лазере с ортогональными модами одинаковой частоты. Мощность 2 мВт. Всё перерыл. Помогите подобрать что-то похожее за реальные деньги. ЛГН-212-1 на 0,2 мВт за 300 килорублей как-то кусается ценой.....

От модератора.

Ссылка на данную тему была размещена на ряде научных и псевдонаучных форумов в качестве "доказательства" "теории" П. П. Гаряева. Для читателей поясняем, что в данной теме производится вовсе не доказательство, а независимая проверка работ по мШЭИ с полным соблюдением всех правил постановки научного эксперимента.

В результате измерений, проведенных модератором лично, существование феномена мШЭИ в том виде, в котором его описывает П. П. Гаряев, полностью ОПРОВЕРГНУТО. Описываемое явление оказалось сложной комбинацией помехи блока питания лазера и флуктуаций газового разряда.

Мы предостерегаем новых пользователей от попыток ведения здесь дискуссии, не имеющей прямого отношения к методике и технике постановки эксперимента по мШЭИ. Мы будем банить без предупреждения пользователей, приходящих на форум с целью обсуждения работ Гаряева как таковых, незнакомых с физикой лазеров и не принимающих участия в постановке эксперимента на нашем форуме.

Официальная позиция руководства форума совпадает с изложенной по нижеприведенным ссылкам:
Форум MolBiol
wikipedia

[Gall]

Возможно, сделать лучше? Экзотические лазеры всегда стоят дорого. В условиях мастерской и лаборатории, если есть стеклодувка, собрать гелий-неонник не составляет особого труда.

[SergeyA]

Gall, спасибо. Но стеклодувки нет и опыта тоже нет. Если можете подсказать кто может помочь, то было бы здОрово. А такой лазер экзотика? У меня есть ЛГН-208, но он одномодовый. Купил с рук в Москве. Вот и подумал, что что-то похожее может быть. На разных фотках этих опытов разные лазеры. На одной из них лазер, очень похожий на ЛГН-208, на нем видно ЛГН....., а далее муть. Те, которые "по цене самолета" выглядят иначе чем ЛГН-208 и есть на других фотках, а этот - брат-близнец.

[Gall]

Стандартные лазеры - гарантированно одномодовые (дороже) или со случайным числом случайных мод (дешевле),  с гарантированной поляризацией (дороже) или со случайной негарантированной поляризацией (дешевле), всегда на 632.8 нм, мощностью от 1 до 10 мВт. Экзотические лазеры - желтые и зеленые He-Ne (есть у гелий-неона такие линии, мощность маленькая, меньше 1 мВт обычно), либо мощнее 10 мВт (очень длинные), либо с гарантированными модами, отличными от TEM00. Они непропорционально дороже, в основном из-за малого спроса. Я вообще не знал, что лазеры с гарантированными ДВУМЯ модами серийно выпускаются у нас. Думал, штучный продукт по спецзаказу. (Или он и есть штучный по спецзаказу, и это как раз объясняет высокую цену?)

Очень может быть, что у "экзотических" лазеров капилляр точно такой же, как у обычных. Отличается у них оптика - окна (если вообще есть), покрытие зеркал и т.д. и т.п. Если есть подходящие элементы от лазера (например, неисправный гелий-неоновый лазер) и оптическая скамья, то собрать собственную схему довольно просто. Трудность тут будет в том, что у любого "обычного" лазера трубка либо имеет встроенные зеркала, либо окна Брюстера, жестко задающие одну поляризацию, и даже если брать за основу готовую трубку - все это придется отрезать и припаивать свое. А потом, разумеется, заполнять трубку из баллонов, откачивать... Ничего невозможного нету, но хлопотно.

P.S. Статейка лженаукой попахивает очень сильно. Собственно, по ссылке как раз классическая лженаука и представлена, в чистейшем рафинированном виде. Нормальных статей по теме нету случайно?

[SergeyA]

Сама статейка, да и сайт заодно.....  полностью согласен. Но у этой истории есть прозаическое начало. Там все просто и понятно. Далее это было использовано в разных целях. Это как с Чумаком. Уже никто не помнит, что начинал он как хороший ученый "за здравие".....
http://ubs.mtas.ru/upload/forum/22a/ostrow.pdf - вот тоже работа, к сожалению опять со ссылкой на Гаряева, но без его участия.... в ней как раз фотка лазера на стр.12 меня и заинтересовала. По части "средневолнового диапазона" - например у ЛГН-212 расстояние частот между модами как раз 2,5 мГц...

По поводу лженауки  "а судьи кто?" Там бывают интересные факты, если от всего остального абстрагироваться.

[Gall]

Со лженаукой проблема в том, что в ней факты щедро разбавлены фальсификацией, поэтому невозможно определить, что правда, а что вымысел. Даже если правда там есть, извлечь ее невозможно, если не знать ее заранее.

Критерий очень прост: в науке любые заявления делаются так, чтобы быть легко опровержимыми, если вдруг они окажутся ошибочными. Все доказательства, результаты экспериментов и т.п. приводятся с таким избытком, чтобы все легко проверялось при необходимости. В лженауке - ровно наоборот: информция дается максимально непрозрачно и запутанно, факты замалчиваются, доказательства подменяются ссылками на (по возможности голословные) заявления авторитетов, проверка становится невозможной.

В статье по ссылке тоже есть элемент лженаучности: Денисюку приписываются заявления, от которых он в гробу переворачивается. Методика описана столь мутно, что повторить эксперимент невозможно. Куча голословных заявлений. И т.д. и т.п. Судя по всему, там работает товарищ Лысенко. Или Выбегалло.

Кстати, в описанных условиях колебания в средневолновом диапазоне получиться могут разве что от источника питания лазера. Собственно, от него они как раз наверняка получаются - у всех современных лазеров блоки питания импульсные и генерируют очень широкий спектр радиопомех. Никакие биения между модеми лазера в этой или в подобных схемах радиоволны не могут дать ни при каких условиях. Вернее - мощность этих радиоволн будет порядка 10^-20 Вт, что на три порядка ниже наилучшей теоретически достижимой при комнатной температуре чувствительности радиоприемников. И совершенно точно их невозможно будет отделить от обычных радиопомех, если не экранироваться в комнате со сверхпроводящими стенками.

[SergeyA]

Понимаю Ваши комментарии, но не могу полностью согласиться. Если Вы в курсе этой темы, то наверняка знаете и можете прокомментировать методы внутрилазерного детектирования где прямой луч или вторая мода играет роль гетеродина. Например эта работа http://ldlab.ru/articles/lebedinskiy.pdf стр.10
Я не дока в этом, я немного в стороне обитаю, если где-то допустил просчет, то буду благодарен за его указание. Насколько я понял, а этом методе работает большинство интерферометров.
А такого рода факты я воспринимаю через фильтры. Я не откидываю статью сразу даже при наличии признаков, о которых Вы говорите. Я не знаю этих авторитетов, поэтому для меня важна сама гипотеза и гипотетическая (с моей точки зрения) возможность ее проверки. Здесь у меня есть основания чтобы верить фактам. Возможно не всем.
Посему я достаточно лояльно отношусь к тому, что другие очень эмоционально называют лженаукой и ставят на всей работе жирный крест. Этим они зачастую показывают нежелание по тем или иням причинам видеть что-то новое.

Но мы как-то отдалились от темы. Итак.....  как бы понять недорогую модель двухмодового He-Ne....

[Gall]

Просчет - в конкретных условиях постановки эксперимента. Гетеродинирование подробно описано в специальной литературе, да хоть в Звелто. Ключевой момент тут - мощность получаемого на выходе радиоизлучения. Без специальных условий она будет соотноситься с мощностью лазера так же, как соотносятся энергии соответствующих фотонов, помножить на КПД, и так далее, что в конечном итоге даст сигнал "ниже пределов обнаружения". Во всяком случае, поймать его на радиоприемник со стоящей как попало антенной точно не удастся. Зато удастся поймать сильнейшую помеху от источника питания лазера, которая мегагерц до 10 точно есть и забивает не только слабенький сигнал гетеродинирования, но и даже вещательные КВ-радиостанции.

Лженаучность - не в результатах, а в методике их получения и обоснования. Любой нормальный ученый в подобном эксперименте будет в первую очередь искать источники помех и погрешностей, и половина статьи будет как раз этим помехам и погрешностям посвящена - с конкретными цифрами, расчетами ожидаемой величины сигнала, величины помехи, доказательствами, что измеряется именно гетеродинирование, а не погода на Марсе, и т.д. и т.п. В статье этого нет... Зато есть бравурные высказывания о замечательных результатах.

Я охотно верю, что в подобном биологическом объекте может быть гетеродинирование. Но я совершенно не верю, что эти ребята его наблюдали. По аналогии: я прекрасно знаю, что свет распространяется не мгновенно, но я не поверю человеку, который утверждает, что измерил скорость света, наблюдая глазами за отражением карманного фонарика в луже и измеряя время по ржавому будильнику.

По дешевому лазеру. А можно узнать примерно, какой именно эксперимент будет ставиться, т.е. какие требования к лазеру? Я правильно понимаю, что Вы хотите сделать какую-то подобную работу? Тут, к сожалению, слишком много неясностей. Начать, боюсь, придется не с поисков лазера, а с расчетов, каким именно этот лазер должен быть (в первую очередь по мощности, ну и по стабильности тоже). А заодно и выяснить, не потребуется ли что-то еще дорогостоящее и противное - экранировка какая-нибудь, или, может, механизм точных перемещений для правильной ориентации образца. (Совершенно точно ориентация играет роль, вопрос - насколько критично, считать надо. Но точно не настолько, чтобы можно было вот так вот образец без скамьи на стол поставить, как на фото). Еще придется датчик радиоволн делать, скорее всего примерно как в ЯМР используют, катушечку маленькую. Возможно, кстати, потребуется сильное магнитное или электрическое поле - а может и нет, опять же считать надо.

Фактически от всех этих работ остается лишь идея - оптическое гетеродинирование может иметь какое-то отношение к биологическим образцам. Все остальное придется поднимать с нуля. Если повезет, даже результат получить удастся. И, быть может, даже положительный.

[SergeyA]

Gall,
вот еще немножко, там видео и звук (см. 30-50 секунды). Понятно, что в основном муть, но факт думаю настоящий.

http://www.youtube.com/watch?v=lwajItwYPQc

Лазер нужен двухмодовый с ортогональными модами, He-Ne мощностью 2 мВт. Как пишут с термостабилизацией частоты.

И еще, я не нашел ни одного практического описания реализации внутрилазерного детектирования. Именно Ваш вопрос, как снимается сигнал? Его пока понять не могу.

[Gall]

Вот именно отсутствие описаний снятия сигнала как раз и есть главная причина, почему мне все это так не нравится. Скорее всего, по бритве Оккама, сигнал авторы не снимают вообще никак. Во всяком случае, никаких следов наличия какого-либо устройства, экранировки, катушек Гельмгольца для компенсации внешних полей и помех, усилителей - не видно ни на видео, ни на фото в статье. В тексте про это тоже ни слова. Такое впечатление, что нам показывают фокусы, иллюзию проведения эксперимента.

Косвенное подтверждение: если утверждения авторов - правда, то о них давно должны были написать такие издания, как "Nature" и "Cell", не говоря уж о более доступных журналах. Но шумихи как-то не наблюдается.

Заявленные параметры лазера мне тоже не нравятся. Я прикинул в уме характеристики сигнала, который придется снимать, и он оказался на уровне тепловых шумов. Либо лазер надо значительно мощнее, либо детектор какой-нибудь с охлаждением вплоть до жидкого гелия. Короче, надо брать и аккуратно считать, вывести из первых принципов формулу для сигнала с детектора. Вычислить необходимые условия проведения эксперимента.

Ну и можно предположить, что авторы все-таки получили результат, но скрывают метод детектирования. И установку показывают вовсе не ту, на которой был получен результат, а другую, липовую. Но если так, то они вполне могли и насчет лазера соврать.

Еще мне не нравится, что никаких данных по калибровке установки на простых неорганических объектах нету. Это как вообще так удалось - без калибровки результат снимать?

[Gall]

Я бы посоветовал сделать две вещи.

Во-первых, начните не с эксперимента, а с компьютерного моделирования. Возьмите координаты атомов небольшой подходящей биологической молекулы и сделайте для нее стандартный расчет электронной структуры. Подействуйте на вычисленные волновые функции фотонами "лазера" и посмотрите, что получится. У Вас не должно возникнуть проблем с поиском специалистов, способных это сделать - во всяком случае, расчеты квантовой механики и квантовой химии - не редкость.

Тем самым Вы не только сэкономите деньги на покупке лазера, но и узнаете довольно точно, чего ждать и какой потребуется детектор. Или, напротив, твердо докажете, что работы фальсифицированы. Так или иначе, Вы получите твердый результат, который можно публиковать в серьезном журнале.

Я сам, к сожалению, уже почти 8 лет не занимался такими расчетами и вряд ли сделаю его быстро и качественно сейчас.

Во-вторых, авторы должны были написать работу в каком-нибудь физическом журнале - например, в "Приборах и технике эксперимента". В этой статье должны быть формулы и точные описания всего необходимого. Найдите эту статью (статьи). Если их нет, это очень плохой признак. Тем не менее, попытайтесь написать авторам и спросить их прямо - какой применялся детектор, какие формулы использовались для расчетов. Отказ авторов опять же будет означать, что результаты фальсифицированы (ученые никогда не делают тайны из таких вещей; напротив, в их интересах, чтобы эксперимент легко было повторить). Ну а в случае положительного ответа Вы узнаете все, что нужно.

В любом случае - на первом месте сейчас стоят именно формулы. Нужна зависимость выходного сигнала от параметров лазера, от ориентации молекул образца и т.д. и т.п. Нужно точно знать, ОТКУДА, от какой части молекулы идет отклик и почему. Нужны формулы для обсчета результатов эксперимента. Без всего этого ни от какого лазера толку не будет. (Ну а с формулами не придется гадать - Вы просто подставите в них цифры и получите требуемые параметры лазера).

[SergeyA]

Gall,
Спасибо за описание, но при всем при этом я больше практик, нежели чем теоретик. Формулы не всегда помогают, так как в большинстве случаев они описывают наиболее распространенные частные случаи. В этом я убедился на электромагнитных полях. По этому опыту - считаю, что скорее всего это помехи от реакции БП лазера в котором изменяется генерируемая мощность при тех или иных условиях попадания туда "модернизированного" обратного луча, либо есть какой-то фотодетектор, который на схемах не показан.
Параметры лазера, который я хочу попробовать, у меня есть. Пусть я ничего не получу, но я хочу проверить. Я попросил помощи в подборе модели по исходным параметрам. Не могу понять, если Вы всё так хорошо знаете и у Вас есть опыт, почему Вы не можете это легко сделать?
В этих опытах есть непонятное начало. Как Вы объясните "уткокур" Цзена? Это признаный факт. Есть еще много опытов, показывающих воздействие сверхслабых ЭМП на развитие организмов. У них в основном спорные объяснения. Так что догматически брать в данном случае какие-то аксиомы и утверждения за основу расчетов в данном случае я бы не стал.
Я параллельно изучаю митогенетическое излучение. Согласен, калибровки и ожидаемые величины очень важны, но во многих работах их также нету. И нормальные работы постоянно публикуются без этих данных. Ну вот например, возъмем работу: ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ДИАГНОСТИКА РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ http://www.rosoncoweb.ru/library/journals/sib_oncology/2007/pril_2/113-114.pdf.
Вроде как нормальный труд. При попытке повторить сталкиваешься с аналогичными проблемами:
1. Способ антикоагуляции крови не указан.
2. Концентрация перекиси при измерених не указана.
Дальше можно не продолжать, после этого все остальные цифры "ни о чем".
Так что на мой взгляд, муть в описании это не однозначный повод для сомнений.
Так какой лазер из простых имеет две ортогональные моды и мощность около 2 мВт? Подскажете?

[Gall]

На самом деле, правильные формулы (не "инженерские" из книжек, а фундаментальные, выведенные непосредственно из базовых законов), как раз очень точно описывают все явления. Если правильно написать взаимодействие фотонов с веществом (через операторы рождения-уничтожения, скорее всего, но может быть и функциями Грина), расчет произвести удастся.

Сам я не берусь делать расчет вот по какой причине. Это - вовсе не подстановка цифр в формулы. Это сложный численный расчет, когда берется молекула (биологическая, из тысяч атомов), закладываются в компьютер все ее параметры, а потом запускается лобовое численное решение уравнения Шредингера для электронов в ней. Это трудоемкий процесс, не очень-то автоматический. Но он предсказывает - и точно предсказывает! - почти любые свойства вещества. Взаимодействие с излучением - в том числе. В 2003-м году я даже ДНК подобными методами считал (и, в частности, доказал, что ДНК невозможно кристаллизовать, не разрушив ее). Но у меня много лет совершенно не было практики (от фундаментальной науки я отошел), и сейчас даже не уверен, что вспомню, как правильно псевдопотенциалы выбираются. Лучше обратиться к человеку, который работает с этим сейчас, а не работал ... лет назад, как я. И методы у него поновее моих будут.

Детектором подобного сигнала может быть, скорее всего, только ФЭУ. Тут будет особая тонкость, связанная с его расположением: искомые фотоны (их мало) будут излучаться под строго определенным углом. Его нужно вычислить из поляризации исходного луча и ориентации образца (с ней будут проблемы, это же не кристалл, придется делать примерно как в методе Дебая при рентгенографии, скорее всего). Мучение будет. Тут, скорее всего, бесполезно ставить детектор наугад, а как посчитать его положение - я пока не знаю.

Публикация нормальных работ без необходимых цифр возможна, если цифры были опубликованы ранее. В частности, если используется заводской прибор с известной калибровкой. Ссылок на ХЛМЦ-01 и ФЭУ-130 в таком контексте вполне достаточно, ну и цифры, сколько фотонов регистрировалось, тоже указаны. Результат становится легко проверяемым - можно взять такие же приборы, сделать такую же установку и посмотреть, будет ли столько же фотонов. И Вы совершенно правильно заметили место, где авторы могли ошибиться - антикоагулянт мог давать люминесценцию сам по себе, с перекисью не все ясно, это действительно нуждается в проверке. Это и есть настоящая наука - показать оппоненту свои слабости тоже.

Что касается "уткокур", я не слышал про успешные повторения экспериментов. Они были? Со сверхслабыми ЭМП тоже не все ясно - результаты противоречивые. Поэтому говорят об этом пока очень осторожно. Слишком велика вероятность ошибки. Бозон Хиггса и то лучше подтвержден.

Среди дешевых и доступных лазеров двухмодовых, к сожалению, нет.

Напрашивается вот какая идея. Если речь идет о гетеродинировании, то можно надеяться на получение и параметрической генерации. Этот эффект гораздо легче поддается расчету и он гораздо сильнее, с регистрацией проблем не будет. Если биологический объект действительно проявляет нелинейные оптические свойства, поймать на нем параметрическую генерацию в оптическом диапазоне будет много легче, чем в радио. Только надо не спутать с похожим эффектом Рамана. Для этого годится абсолютно любой хороший гелий-неоновый лазер.

Из работ не совсем понятно, какое именно свойство биологических объектов Вы хотите такими методами ловить. Может быть, попробуем придумать схему, отталкиваясь именно от этого свойства?

[Gall]

Я еще проанализировал все это, и кажется, что подобные явления должны быть как-то связаны именно с рамановским рассеянием. Менее вероятно - с рассеянием Мандельштама-Бриллюэна и уж совсем невероятно - с эффектом Комптона.

Вот ход моих мыслей. Предположим, авторы не врут, и у них действительно биения двух мод лазера порождают радиоволну. Это как-то зависит от молекулы, которая под лазером оказалась, иначе какое все это отношение имеет к биофизике? А значит, молекула на частоте этих радиоволн должна резонировать - у нее там должна быть какая-то фононная мода, может быть через посредство электрон-фононного взаимодействия. В той же области частот лежит ЯМР, но у авторов ничего не сказано про сильные магнитные поля, без которых ЯМР не будет.

Итак, есть фононная мода. Как ее поймать лазером? То есть, как организовать фотон-фононное взаимодействие? Самый простой способ - эффект "наоборот". Если лазер гетеродинируется в радиоволну другой модой лазера, должен получаться и обратный эффект - одна мода лазера + радиоволна должны давать суммарную частоту. А это уже намного проще осуществить. Более того, если речь идет о фононной моде, то она скорее всего присутствует и без радиоволн, и тогда можно будет просто наблюдать сдвиг длины волны лазера при рассеянии в чистом виде. Возможно, даже просто Рамана.

По сравнению с двухмодовым лазером это еще и более выигрышный вариант, потому что тут больше параметров, которые можно произвольно регулировать. Нету фиксированного расстояния между модами. При желании можно использовать и перестраиваемый лазер на красителях, ловить другие области спектра. Но и с гелий-неоновым должно получиться.

Постановка эксперимента: измерять спектр луча (с помощью интерферометра Фабри-Перо или еще как) после взаимодействия с образцом. Пробовать крутить поляризацию луча и смотреть, меняется ли спектр. Возможно, попробовать поместить образец в переменное поле радиочастоты (в соленоид или между обкладками конденсатора) и посмотреть, есть ли эффект.

Это должно быть легче и дешевле. И если эффект у авторов был - он совершенно обязан проявиться и тут тоже.

[SergeyA]

Вот фрагмент одной из диссертаций. Метод регистрации на антенну реальный. Там же есть способ создания двухмодового лазера (в скриншоте нету), Зеемановский сдвиг, лазер надо поместить в аксиальное МП. 1,56МГц/Эрстед. Соленоид мотается прямо на активный элемент. Пока не пробовал. Есть аналогичные патенты в которых в качестве примера переделывают ЛГН-208 в двухмодовый аналогичным способом.