O que é um laser nuclear?
Um laser nuclear é um dispositivo proposto pelos físicos em 2011 com base na estimulação de núcleos atômicos para produzir luz, em vez de elétrons como outros tipos de lasers. Pode permitir testes extremamente precisos das leis da física e das propriedades da natureza, sem emitir raios gama. O laser emitirá luz excitando núcleos suficientes em uma amostra; a mudança de estado criada por um forte campo magnético ou por um gradiente poderoso e denso no campo elétrico dentro do dispositivo. Usando um laser nuclear, os pesquisadores estão trabalhando para desenvolver uma nova maneira de analisar frequências ou criar um relógio nuclear preciso.
Para um laser nuclear funcionar, os núcleos atômicos precisam permanecer em um estado excitado por um longo período de tempo. Uma substância chamada tório tem propriedades suficientes para conseguir isso. Um campo elétrico ou magnético pode interagir com um composto feito de lítio-cálcio-alumínio-fluoreto. O tório seria adicionado ao composto no lugar de alguns dos átomos de cálcio. O campo elétrico ou magnético seria usado para alterar o estado dos núcleos atômicos em um processo chamado inversão populacional.
A tecnologia nuclear tem sido usada para desenvolver planos funcionais para o funcionamento de um laser nuclear. Em um laser bombeado nuclear, a energia armazenada nos núcleos atômicos é convertida no feixe de laser. Comprimentos de onda específicos da luz também podem ser produzidos através da geração de plasmas baseados nos princípios da fissão nuclear. Núcleos animados se dividem para produzir energia no mecanismo do laser, o princípio por trás da criação da luz para o feixe de laser. Um sistema óptico com espelhos modifica ainda mais a luz para que ela seja concentrada no feixe, permitindo que o dispositivo seja usado em aplicações científicas.
Lasers são utilizados desde os anos 60. Os tipos comuns de laser a gás usam gases como hélio-neon, dióxido de carbono ou argônio e os combinam com eletricidade para gerar luz. Outros lasers combinam gás com produtos químicos, mas um laser nuclear teoricamente usaria energia do núcleo de um átomo para criar luz. Um problema é fazer com que um núcleo faça com que outro se torne ativo, de modo que os fótons que interagem com eles devem ser focados na frequência adequada. Ao criar qualquer nova tecnologia, os físicos precisam estudar vários princípios atômicos, incluindo leis que descrevem como as partículas atômicas interagem de maneiras diferentes e aplicar os apropriados aos seus projetos.