Graser

7. červenec 2011 | 06.00 |

lasersCestu k objevu laseru ukázal Einstein v roce 1917, když kromě dosud známých jevů jakými byla spontánní emise a absorpce, popsal možnost stimulované emise.  To je způsob, kterým dopadající částice stimuluje přechod excitovaného elektronu (na vyšší energetické hladině v elektronovém obalu atomu) do základního stavu za současného vyzáření částice o stejných vlastnostech jako má částice stimulující. Předchůdcem laseru byl v roce 1953 maser, který fungoval na stejném principu jako laser, ale vznikalo v něm mikrovlnné záření. První funkční laser  vznikl v roce 1960 v USA, sestrojil jej Theodore H. Maiman, který jako aktivní prostředí použil krystal rubínu s využitím tří energetických hladin. Za výzkum v oboru kvantové elektroniky, který vedl ke konstrukci oscilátorů a zesilovačů založených na principu maserů a laserů  dostali v roce 1964 Charles Townes, Nikolaj Basov a Alexandr Prochorov společně Nobelovu cenu za fyziku. Vývoj se nezastavil a nyní ruský vědec Eugene Tkalya předložil návrh, jak sestrojit nukleární laser, který by využíval ke své činnosti excitace jader atomů a nikoliv jejich elektronových obalů, jak je tomu u klasických laserů.

Toto zařízení má označení graser (z angl. gamma ray laser). Využívalo by ke své činnosti excitace jader atomů a přitom by mělo emitovat gama záření. To je dosud  podle mnohých vědců zcela nemožné.

Tkalya navrhuje vhodný přechodový stav jádra, který by k emisi fotonů vedl a způsob jak vytvořit tzv. inverzní populaci, ve které převažují excitovaná jádra nad těmi neexcitovanými. Inverzní populaci chce uskutečnit pomocí silných magnetických či elektrických polí.

Jako vhodné prostředí laseru uvažuje sloučeninu fluoridu LiCaAlF6, kde jsou některé atomy vápníku nahrazeny atomy thoria. Pokud dojde k ozáření thoria externím laserem, pak některé fotony laseru nereagují s elektrony v atomovém obalu, ale přímo s thoriovými jádry. Tak by mohlo dojít k potřebné excitaci jader, kdy by elektromagnetické záření vycházelo přímo z atomových jader. Tkalyův graser by však vydával pouze viditelné světlo, nikoli gama záření. Teprve další výzkum by měl emisi gama záření čase umožnit.

Jaká bude praktická realizace skutečného nukleárního laseru vysílajícího gama paprsky?  Sestavení nukleární laseru by například umožnilo sestrojení zařízení na měření času mnohem přesnějšího než jsou osud používané atomové hodiny.
Na sestrojení nukleární laseru má už delší dobu políčena armáda.

Zdroje: http://focus.aps.org/story/v27/st16
            http://www.physorg.com/

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1 (1x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře