Vědec Eugene Tkalya předložil smysluplný návrh, jak sestrojit nukleární laser. Ten by využíval ke své činnosti excitace jader atomů a nikoliv jejich elektronových obalů, jak je tomu u klasických laserů.
"U normálního laseru jsou fotony emitovány atomy nebo ionty," říká Tkalya z Moskevské státní univerzity na serveru PhysOrg.com. "V nukleárním laseru jsou emitovány atomovým jádrem."
První krok
Nejde ale o hotový koncept, Tkalya ve své studii pouze naznačil směr, jakým by se vynálezci měli ubírat. Jeho návrh graseru, jak se někdy nukleárnímu laseru přezdívá (z angl. gamma ray laser), tedy ve své podstatě představuje jen první krok k vysněnému cíli.
Jeho představa sice vychází z atomového jádra emitujícího záření, ovšem zatím pouze ve formě světla. Skutečné grasery by naproti tomu měly produkovat gama záření, jež je normálně s jadernou radiací spojeno.
Dvě překážky
Tkalya musel ve svém návrhu překonat dva základní problémy. Jednak najít vhodný přechodový stav jádra, který by k emisi fotonů vedl, a ještě k tomu vytvořit tzv. inverzní populaci, ve které převažují excitovaná jádra nad těmi nexcitovanými.
Tkalya ve svém návrhu počítá se sloučeninou s poměrně složitým chemickým vzorcem LiCaAlF6, ve které jsou určité atomy vápníku nahrazeny atomy thoria. Zde využil jedinečných jaderných vlastností thoria, všiml si totiž, že pokud je osvítíme externím laserem, tak některé fotony laseru nereagují s elektrony v atomovém obalu, ale přímo s thoriovými jádry.
Tím by mělo dojít k potřebné excitaci jader. Inverzní populaci by pak vytvořil pomocí silných magnetických či elektrických polí. Výsledkem by podle něj měl být nukleární laser: elektromagnetické záření by vycházelo přímo z atomových jader.
Jak již bylo uvedeno výše, Tkalyův graser by ale produkoval pouze viditelné světlo, nikoli gama záření. Jeho emise by měla být podle něj předmětem dalšího výzkumu.
Přesnější měření času
Na praktickou realizaci skutečného nukleárního laseru vysílajícího gama paprsky si tedy budeme muset ještě nějaký ten čas počkat. Tkalya ale ukázal, že to, co někteří vědci považovali za zhola nemožné, by se jednou mohlo stát skutečností.
Sestrojení nukleární laseru by mělo významný vliv na další rozvoj fyzikální vědy. Umožnilo by nejen ještě přesnější měření času (přesnější než atomové hodiny), ale i testování některých základních vlastností přírody, například, zda se některé fyzikální konstanty mění v průběhu času.
Zdroje: focus.aps.org, www.physorg.com
