Fizikos proveržis: pristato lazerį, kuris atrodė neįmanomas ()
JAV mokslininkai pristatė visiškai naujo tipo lazerio koncepciją, kuri galėtų padaryti proveržį fizikoje ir turėti praktinį pritaikymą.
© recraft.ai (Free Tier Assets) | https://www.recraft.ai
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Masačusetso technologijos instituto fizikai pristatė naujo tipo lazerio koncepciją: jis skleidžia ne šviesą, o neutrinus.
Šis neutrinų lazeris galėtų padėti atskleisti vienos paslaptingiausių ir sunkiausiai aptinkamų dalelių Visatoje, taip pat antimaterijos ir tamsiosios materijos paslaptį. Tačiau jis taip pat galėtų turėti praktinių pritaikymų.
Neutrinai dažnai vadinami „vaiduoklinėmis dalelėmis“ dėl neįtikėtinai silpnos jų sąveikos su materija. Trilijonai neutrinų kas sekundę praeina pro žmogaus kūną ir lieka mums nepastebėti. Nors neutrinai yra vienos gausiausių masę turinčių dalelių Visatoje, jų savybės išlieka iš esmės nežinomos dėl sunkumų jas aptikti.
Tradiciškai fizikai neutrinus kurdavo naudodami branduolinius reaktorius arba dalelių greitintuvus. Šie įrenginiai yra didžiuliai ir brangūs, ir net tada neutrinų valdymas yra itin sudėtinga užduotis. Naujasis neutrinų lazeris yra kompaktiška, potencialiai stalinė sistema, galinti generuoti kontroliuojamus, intensyvius neutrinų pluoštus. Bent jau tokią koncepciją rodo mokslininkų sukurta koncepcija.
|
Pagrindinė neutrinų lazerio idėja pasiskolinta iš įprastų lazerių veikimo principo. Įprastame lazeryje atomai yra sužadinami, o po to stimuliuojami, kad išskirtų fotonus (šviesos daleles) sinchronizuotame, koherentiniame spindulyje, kuris yra lazerio spindulys.
Neutrinų lazeryje fotonai pakeičiami neutrinais. Norėdami sukurti tokį lazerį, fizikai siūlo atvėsinti radioaktyviųjų rubidžio-83 atomų debesį iki žemesnės temperatūros nei tarpžvaigždinėje erdvėje. Tokiomis sąlygomis atomai pereina į kvantinę būseną, vadinamą Bose-Einšteino kondensatu, kur jie elgiasi kaip vienas darinys.
Šioje itin šaltoje būsenoje atomai radioaktyviai skiltų sinchroniškai, o ne atsitiktinai. Toks radioaktyvus skilimas turėtų sukelti greitą ir koncentruotą neutrinų emisiją. Fizikų teigimu, tai turėtų sukurti neutrinų pluoštą, panašų į įprastą lazerio spindulį.
Paprastai rubidžio-83 atomai suyra per kelias savaites, tačiau Bose-Einšteino kondensato būsenoje skilimas gali įvykti per kelias minutes, o tai padidina neutrinų gamybos greitį.
Pagrindinis šio efekto mechanizmas yra superspinduliuotė. Tai kvantinis reiškinys, kai atomai skleidžia spinduliuotę kartu, o ne atskirai. Tai sukuria stiprų ir stabilų neutrinų lazerio spindulį. Anksčiau manyta, kad sukurti tokį lazerį praktiškai neįmanoma.
Jei fizikai, remdamiesi savo tyrimais, galėtų sukurti neutrinų lazerį, tai galėtų padėti tyrinėti neutrinų savybes precedento neturinčiu tikslumu. Fizikai taip pat galėtų atsakyti į neišspręstus klausimus, tokius kaip tamsiosios materijos prigimtis ir kodėl materija vyrauja prieš antimateriją.
Neutrinų lazeris taip pat galėtų turėti praktinį pritaikymą. Kadangi neutrinai gali prasiskverbti pro beveik bet kokią medžiagą, jie galėtų būti naudojami ryšiui per Žemę, perduodant signalus į tokius didelius Žemės plutos ar vandenyno gylius, kad įprasti signalai neveiktų.
Tačiau kol kas neutrinų lazeris tebėra teorinė koncepcija. Būtina įveikti kai kuriuos sunkumus, susijusius su būtinų sąlygų neutrinų lazeriui atsiradimui sukūrimu. Tačiau fizikai yra optimistiškai nusiteikę ir tiki, kad ateityje jiems pavyks pademonstruoti veikiančią neutrinų lazerio versiją.
