Hva er en kjernefysisk laser?

En kjernefysisk laser er en enhet foreslått av fysikere i 2011 basert på stimulering av atomkjerner for å produsere lys, i stedet for elektroner som andre typer lasere. Det kan muliggjøre ekstremt nøyaktige tester av fysikkens lover og egenskaper, uten å avgi gammastråler. Laseren vil avgi lys med spennende nok kjerner i en prøve; Endringen i tilstand skapt enten av et sterkt magnetfelt eller en kraftig og tett gradient i det elektriske feltet i enheten. Ved å bruke en kjernefysisk laser jobber forskere for å utvikle en ny måte å analysere frekvenser eller lage en presis kjernefysisk klokke.

For at en kjernefysisk laser skal fungere, må atomkjernene forbli i en spent tilstand i en lang periode. Et stoff kalt thorium har egenskapene som er tilstrekkelige til å oppnå dette. Et elektrisk eller magnetfelt kan samhandle med en forbindelse laget av litium-kalsium-aluminium-fluorid. Thorium ville bli tilsatt til forbindelsen i stedet for noen av kalsiumatomene.Det elektriske eller magnetiske feltet vil bli brukt til å endre atomkjernenes tilstand i en prosess som kalles en populasjonsinversjon.

Nukleær teknologi har blitt brukt til å utvikle funksjonelle planer for hvordan en kjernefysisk laser ville fungere. I en kjernefysisk pumpet laser omdannes energien som er lagret i atomkjerner til laserstrålen. Spesifikke bølgelengder av lys kan også produseres gjennom generering av plasmaer basert på prinsippene for kjernefysisk fisjon. Spent kjerner delte seg for å produsere energi i lasermekanismen, og prinsippet bak skaper lyset for laserstrålen. Et optisk system med speil modifiserer lyset ytterligere slik at det blir konsentrert inn i bjelken, slik at enheten kan brukes i vitenskapelige applikasjoner.

lasere har blitt brukt siden 1960 -tallet. De vanlige typene gasslaser bruker gasser som helium-neon, karbondioksid eller argon, og kombinerer dem med strømå generere lys. Andre lasere kombinerer gass med kjemikalier, men en kjernefysisk laser vil teoretisk bruke energi fra kjernen til et atom for å skape lys. Et problem er å få en kjerne til å føre til at en annen blir aktiv, så fotonene som samhandler med dem, må fokuseres på en riktig frekvens. For å lage all ny teknologi, trenger fysikere å studere forskjellige atomprinsipper, inkludert lover som beskriver hvordan atompartikler samhandler på forskjellige måter, og anvende de aktuelle på designene deres.