Wat is een nucleaire laser?

Een nucleaire laser is een apparaat dat door natuurkundigen in 2011 is voorgesteld op basis van de stimulatie van atoomkernen om licht te produceren, in plaats van elektronen zoals andere soorten lasers. Het kan zorgen voor extreem nauwkeurige tests van de natuurwetten en eigenschappen van de natuur, zonder gammastraling uit te zenden. De laser zal licht uitzenden door voldoende kernen in een monster te exciteren; de statusverandering die wordt veroorzaakt door een sterk magnetisch veld of een krachtige en dichte gradiënt in het elektrische veld in het apparaat. Door een nucleaire laser te gebruiken, werken onderzoekers aan een nieuwe manier om frequenties te analyseren of een precieze nucleaire klok te maken.

Om een ​​nucleaire laser te laten werken, moeten de atoomkernen lange tijd in een opgewonden toestand blijven. Een stof genaamd thorium heeft de eigenschappen die voldoende zijn om dit te bereiken. Een elektrisch of magnetisch veld zou kunnen interageren met een verbinding gemaakt van lithium-calcium-aluminium-fluoride. Thorium zou aan de verbinding worden toegevoegd in plaats van enkele calciumatomen. Het elektrische of magnetische veld zou worden gebruikt om de toestand van de atoomkernen te veranderen in een proces dat een populatie-inversie wordt genoemd.

Nucleaire technologie is gebruikt om functionele plannen te ontwikkelen voor de werking van een nucleaire laser. In een nucleair verpompte laser wordt de energie opgeslagen in atoomkernen omgezet in de laserstraal. Specifieke golflengten van licht kunnen ook worden geproduceerd door plasma's te genereren op basis van de principes van kernsplijting. Opgewonden kernen splitsen om energie te produceren in het lasermechanisme, het principe achter het creëren van het licht voor de laserstraal. Een optisch systeem met spiegels modificeert het licht verder, zodat het wordt geconcentreerd in de straal, waardoor het apparaat kan worden gebruikt in wetenschappelijke toepassingen.

Lasers worden al sinds de jaren zestig gebruikt. De gebruikelijke soorten gaslasers gebruiken gassen zoals helium-neon, koolstofdioxide of argon en combineren deze met elektriciteit om licht te genereren. Andere lasers combineren gas met chemicaliën, maar een nucleaire laser zou theoretisch energie uit de kern van een atoom gebruiken om licht te creëren. Een probleem is om ervoor te zorgen dat de ene kern ervoor zorgt dat de andere actief wordt, dus moeten de fotonen die ermee in wisselwerking staan ​​op een juiste frequentie worden gefocust. Bij het maken van nieuwe technologie moeten natuurkundigen verschillende atomaire principes bestuderen, waaronder wetten die beschrijven hoe atomaire deeltjes op verschillende manieren op elkaar inwerken, en de juiste toepassen op hun ontwerpen.