Fiziķi demonstrē pirmo lāzeru, kas izgatavots no gāzes mākoņa

Kopš 1960. gadiem astronomi ir pamanījuši daudzus intensīvas optiskās un mikroviļņu gaismas avotus noteiktās frekvencēs. Šie avoti vispirms mulsināja astronomus, taču drīz kļuva skaidrs, ka gaismu ģenerē dabiski sastopami lāzeri (vai mikroviļņu mazeri).

Izrādās, ka noteiktos apstākļos zvaigžņu un planētu atmosfēra var darboties, radot gaismu tāpat kā lāzeri, ko izmantojam CD atskaņotājos un lāzera rādītājos.

Šie dabiski sastopamie lāzeri ir mulsinājuši astronomus daudzus gadus, jo šķiet, ka tie parādās atšķaidītās gāzēs, kas sastāv no nejaušiem atomiem. Šodien Robins Kaisers un draugi Nicas institūtā Dienvidfrancijā saka, ka viņi pirmo reizi uz Zemes ir radījuši lāzerus, kas darbojas vienādi.

Fiziķi izgatavo parastos lāzerus, izmantojot atomus, kas izstaro gaismu noteiktā frekvencē. Ideja ir ierosināt šos atomus, pievienojot enerģiju. Šajā stāvoklī atomi atbrīvo šo enerģiju koherentas gaismas veidā, kad tuvumā iet fotoni – tā sauktā stimulētā emisija.

Atlecot gaismu uz priekšu un atpakaļ garām atomiem, fiziķis var izraisīt šo atbrīvošanu un pastiprināt gaismu. No šejienes arī nosaukums: gaismas pastiprināšana ar stimulētu starojuma emisiju un tā akronīms lāzers.

Svarīga ir vide, kas satur šos atomus. Parastos lāzeros atomi parasti ir ierobežoti kristālā. Tas ir noderīgi, jo fiziķi var viegli novietot spoguli abos kristāla galos, lai gaisma tajā lēktu uz priekšu un atpakaļ. Citi lāzeri paļaujas uz gāzēm, kas atrodas optiskā dobumā ar spoguļiem katrā galā.

Taču gāze zvaigžņu vai planētu atmosfērā nepārprotami nav norobežota dobumā, tāpēc svarīgs jautājums ir par to, kā gaismu var ierobežot tā, lai tas izraisītu stimulētu emisiju.

Pēdējos gados fiziķi ir atraduši atbildi nejaušu lāzeru veidā. Tie sastāv no kāda veida nesakārtotas vides, piemēram, pusvadītāju pulvera. Gaismu, kas stimulē emisiju, neierobežo spoguļi, bet gan pulvera nesakārtotais stāvoklis – gaisma vienkārši nejauši atsitās apkārt tā iekšpusē.

Dabiskie kosmosa lāzeri darbojas tādā pašā veidā, izņemot to, ka nejaušā vide ir gāze zvaigžņu vai planētu atmosfērā. Bet, lai gan fiziķi ir likuši nejaušiem lāzeriem darboties, izmantojot pulverveida vai šķidras krāsvielas, nevienam nav izdevies tādu izveidot, izmantojot gāzi.

Līdz šim tas ir. Mēs ziņojam par eksperimentālu nejaušas lāzerēšanas novērojumu kontrolētos, aukstos atomu tvaikos, saka Kaiser un co.

Šie puiši ir izveidojuši savu lāzeru no neliela rubīdija atomu mākoņa, kas ir ierobežots magnetooptiskā slazdā. Tie ierosina atomus un pēc tam tos satriec ar lāzeru, kas noregulēts tuvu paredzamajai rubīdija emisijas frekvencei. Tas nejauši atlec mākoņa iekšpusē, izraisot stimulētu gaismas emisiju.

Protams, komandas veiktie mākoņa izstarotās gaismas mērījumi liecina, ka tā patiešām ir lāzera iedarbība.

Tas ir interesanti, jo spēja reproducēt lāzera mehānismu uz Zemes ļaus fiziķiem pirmo reizi izpētīt procesus, kas noved pie dabiskas kosmosa lāzerēšanas.

Tam var būt arī citas lietojumprogrammas. Spēja panākt, lai pulvera kaudzes vai aukstu atomu mākoņi radītu lāzera gaismu, var radīt jaunus mākslīgās gaismas avotus.

Tātad dabiski sastopamie kosmosa lāzeri kādu dienu varētu būt iedvesmas avots jaunas gaismas paaudzei uz Zemes. Forši!

Atsauce: arxiv.org/abs/1301.0522 : auksto atomu izlases lāzers

paslēpties