Физици предлагат укротяване на неутриното с помощта на радиоактивен кондензат

Всяка секунда през телата ни преминават трилиони неутрино – малки частици, които почти не взаимодействат с материята. Тези частици са по-малки от електроните и по-леки от фотоните, но са най-многобройните частици с маса във Вселената. Въпреки това техните свойства все още са една от най-големите загадки на съвременната физика.

Физици от Масачузетския технологичен институт (MIT) предложиха дързък начин за изучаване на неутриното по нов начин: създаването на първия в света лазер, базиран на него. За разлика от обемистите реактори и ускорители на частици, инсталацията може да се побере на лабораторна маса.

В своята статия изследователите описват, че охлаждането на газ от радиоактивни атоми до температури, по-ниски от космическия студ ще позволи да се синхронизира радиоактивното им разпадане. В това квантово състояние атомите ще започнат да излъчват мощен поток от неутрино – аналогично на начина, по който фотоните образуват усилен лазерен лъч.

„В нашата концепция за неутрино лазер частиците ще се излъчват много по-бързо от нормалното, приблизително по същия начин, по който лазерът генерира фотони с висока скорост.“

обяснява Бен Джоунс, доцент по физика в Тексаския университет в Арлингтън и съавтор на изследването

При нормални условия радиоактивните атоми се разпадат бавно. Например, рубидий-83 има период на полуразпад от 82 дни – половината от атомите излъчват неутрино за почти 3 месеца, но изчисленията показват, че ако един милион такива атоми се охладят до Бозе-Айнщайнов кондензат, където започват да се държат като едно цяло, синхронизираният разпад ще настъпи само за няколко минути. Това би довело до бърз и съгласуван поток от неутрино.

„Това е принципно нов начин за ускоряване на радиоактивния разпад и получаване на неутрино, нищо подобно не е правено досега.“

казва професорът от MIT Джоузеф Формаджо

Учените разчитат на добре познатия ефект на оптичното свръхизлъчване, при който атомите излъчват синхронно фотони, усилвайки светлинния поток. Като се приложат същите закони към радиоактивните атоми, е възможно да се постигне подобно усилено излъчване на неутрино.

Ако експериментът е успешен, лазерът за неутрино ще открие неочаквани перспективи.

Една от тях са комуникациите: подобни лъчи практически не взаимодействат с материята, което означава, че могат да преминат през Земята, достигайки без смущения до подземни станции или космически обекти. Друго възможно приложение ще е в медицината: изотопите, получени в резултат на радиоактивен разпад могат да се използват за диагностика и визуализация на тумори.

Изграждането на подобно съоръжение би било изключително трудна задача. Досега никой не е произвеждал кондензат от радиоактивни атоми, а самата работа ще изисква изключителна прецизност и строги мерки за безопасност. Въпреки това изследователите са уверени, че демонстрирането на идеята в малък мащаб е осъществимо.