Отвъд научната фантастика: Физици предложиха проект за неутринен лазер

Физици от Масачузетския технологичен институт (MIT) предложиха начин за създаване на супер фантастично звучащо устройство:неутринен „лазер“, който може да ни помогне да изследваме тайните на Вселената.

Неутриното е най-разпространената частица, която има маса, но по жестока ирония на съдбата е изключително неуловимо, което му е спечелило названието „частица-призрак“. Въпреки че във всеки един момент през тялото ви преминават трилиони от тях, те взаимодействат с материята толкова рядко, че е почти невъзможно да бъдат изследвани.

Затова физици от Масачузетския технологичен институт и Тексаския университет в Арлингтън очертаха концепция за неутринен лазер, който би могъл да помогне да се съберат непокорните частици в концентриран лъч за по-лесен анализ.

За да се направи подобен лазер, теоретично е необходимо да се охлади облак от атоми на рубидий-83 до температура, по-ниска от тази в междузвездното пространство, за да действат като единна квантова единица – състояние на материята, известно като кондензат на Бозе-Айнщайн (BEC).

Рубидий-83 е радиоактивен, като при разпадането на атомите се отделят неутрино. Обикновено атомите се разпадат на случаен принцип, като изхвърлят неутрино във всички посоки в непредсказуемо време. Ако обаче те са в състояние на BEC, поведението им би трябвало да се синхронизира, включително и разпадането им.

Това поне малко прилича на конвенционален лазер, който произвежда и подрежда фотоните в стройна линия. Крайният резултат би трябвало да бъде ярък лъч от неутрино, насочен в една посока, в рамките на минути след достигане на подходящата температура.

Улавянето на неутрино в процес на движение е игра на числа, а най-добрите ни експерименти в момента включват наблюдение на гигантски обеми вода или лед в среда със слаби смущения и изчакване на редкия случай, когато едно неутрино се блъсне в ядро, което се намира в полезрението. Знанието за това къде ще се намират неутрино в рамките на много по-малък обем помага да се промени тази ситуация в наша полза.

Възможността да откриваме и изучаваме по-надеждно неутриното може да ни помогне да разрешим някои основни загадки на физиката, включително какво представлява тъмната материя и защо антиматерията не е унищожила Вселената такава, каквато я познаваме.

Склонността на неутриното да не взаимодейства с материята би могла да се използва и за комуникации, които могат да се предават директно през обектите, дори през земята.

Разбира се, първата стъпка би била да се провери дали е възможно да се построи неутринен лазер.

„Ако се окаже, че можем да го покажем в лабораторията, тогава хората ще могат да се замислят: Можем ли да използваме това като детектор на неутрино? Или за нова форма на комуникация?“, казва Джоузеф Формаджо, физик от Масачузетския технологичен институт. „Тогава ще започне истинското шоу.“