Gammakiirguslaser võib kiirata „aatomvalgust“

 (23)
Piraadid peavad laserkiirekindlaid päikeseprillid muretsema?
Piraadid peavad laserkiirekindlaid päikeseprillid muretsema?

Tuuma-gammakiirguslaseri konstrueerimine on teadlastele pikka aega väljakutseks olnud. Värske ettepanek, mis taolise agregaadi võimalikku konstruktsiooni kirjeldab, on ületanud kaks kõige keerulisemat takistust. Moskva riikliku ülikooli tuumafüüsikainstituudi teadlane Eugene Tkalya on teoreetiliselt tõestanud, et tooriumituumade ergastatud gammakiirgus võib tekitada nähtavat valgust.

Ehkki tuuma-gammakirguslaser kiirgab ergastatud emissiooni põhist valgust, toimib see tavalisest laserist mõnevõrra erineval põhimõttel.

„Normaalses laseris kiirgavad footoneid aatomid, ioonid ja nii edasi,“ rääkis Tkalya uudisteportaalile PhysOrg.com. „Tuuma-gammakiirguslaseris kiirgavad footoneid aatomituumad.“

Ajakirja Physical Review Letters viimatises numbris avaldatus töös selgitab Tkalya, et tuuma-gammakiirguslaseri loomisel tuleb lahendada vähemalt kaks elementaarset probleemi: suure hulga isomeersete tuumade (pikka aega ergastatud olekus püsivate tuumade) kogumine ning gammakiire kiirgusjoone ahendamine. Uus ettepanek rahuldab need nõuded, kasutades ära tooriumi ainulaadset tuumset struktuuri, mis võimaldab mõnedel välisest laserist pärinevatel footonitel suhestuda otse tooriumi tuuma, mitte ainult selle elektronidega.

Tkalya töö sedastab ettepaneku kasutada spetsiaalset ühendit, liitium-kaltsium-alumiinium-fluoriidi (LiCaAlF6), kus osa kaltsiumist on asendatud tooriumiga. Kui välise laseriga on ergastatud seisundisse viidud piisavalt suur hulk isomeerseid tooriumituumasid, saavad tuumad suhestuda ümbritseva elektri- või magnetväljaga ning tekitada nn pöördasustuse (ingl population inversion), nii et süsteemis sisaldub rohkem ergastatud kui ergastamata tuumasid. (Tavalises laseris hõlmab pöördasustus reeglina madalamal energiatasemel olevate elektronidega võrreldes suurema hulga elektronide viimist kõrgemale energiatasemele). Seejärel demonstreeris Tkalya, et tuumad võivad emiteerida või neelata footoneid ilma tagasipõrketa, mis võimaldab valguse tekitamist ilma energiakaota.

„Minu artiklis kirjeldatud tuuma-gammakiirguslaser suudab kiirata ainult „nähtavat“ (VUV- ehk vaakuum-ultraviolett-) valgust (s.t, optilisse vahemikku mahtuvaid gammakiiri),“ ütles Tkalya.

Tkalya selgituse kohaselt teeks tuuma-gammalaser võimalikuks paljud põnevad rakendused, ehkki ta pole neid veel põhjalikult uurinud. Üks võimalus on, et ergastatud tooriumituumade gammakiirgus ulatub optilisse vahemikku, mida nimetatakse „aatomvalguseks“ (ingl nuclear light).

„Minu hinnangul oleks „aatomvalgust“ näha väga huvitav,“ ütles ta. „Üks aatomvalguse võimalikke rakendusi võiks olla tuumametroloogiline sagedusstandard ehk nn aatomkell.“

Lisaks võib taolist seadeldist pruukida selleks, et kontrollida katseliselt looduse mitmesuguseid fundamentaalseid omadusi nagu radioaktiivse lagunemise reegli eksponentsiaalsus või peenstruktuuri konstandi varieeruvus.

Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!

Kasutad reklaamiblokeerijat.

Sisu mugavamaks tarbimiseks
telli Delfi Kogupakett või reklaamivaba pakett.

Kogupakett
1€ / kuus*
Sisaldab 11 Eesti tippväljaande tasulist sisu, vähem bännerreklaame, saad jagada kuni 4 kasutajaga.
* Esimene kuu 1 €, edasi 9,99 €
Reklaamivaba pakett
2,99€ / kuus
Saad lugeda tasuta sisu ilma bännerreklaamideta. Ei sisalda tasulise sisu lugemisõigust.
 
Lisan erandi. Vaata AdBlock juhist siit
ja AdBlock Plus juhist siit.
Mõistame, et käid meie juures uudiseid lugemas, mitte reklaame vaatamas. Reklaamidest sõltub meie sissetulek ja see võimaldab meil pakkuda sulle soodsalt head ajakirjandust.