Neutrínový laser dokáže komunikovať bez straty priamo aj cez zemské jadro

Vesmír je plný neviditeľných častíc nazývaných neutrína, ktoré sú takmer nehmotné a extrémne slabo interagujú s hmotou. Každú sekundu prechádzajú našimi telami bilióny týchto „duchových častíc“ bez toho, aby sme si to všimli, a preto sa zdá byť myšlienka vytvoriť z nich sústredený lúč podobný laseru ako číra vedecká fantastika.  

Napriek tomu tím fyzikov z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) a Texaskej univerzity v Arlingtone prišiel s teoretickým konceptom, ako presne toto dosiahnuť. Ich návrh „neutrínového lasera“ je založený na prelomovom spojení troch odlišných oblastí fyziky a sľubuje technológie, o ktorých sme doteraz mohli len snívať.

Samotná myšlienka je revolučná, pretože obchádza základný princíp fungovania tradičných laserov. Tie fungujú na princípe takzvanej stimulovanej emisie, ktorá platí pre častice známe ako bozóny, kam patrí aj fotón (častica svetla).  Neutrína však patria do inej kategórie častíc nazývaných fermióny, pre ktoré platí Pauliho vylučovací princíp, ktorý im bráni zdieľať rovnaký kvantový stav, a teda znemožňuje stimulovanú emisiu.

Fyzici preto museli nájsť úplne iný mechanizmus na vytvorenie koherentného lúča častíc. Ich recept pozostáva z dvoch kľúčových kvantových ingrediencií. Prvou je vytvorenie Boseho-Einsteinovho kondenzátu (BEC), čo je exotický stav hmoty, ktorý vzniká, keď sa plyn rádioaktívnych atómov ochladí na teplotu blízku absolútnej nule, teda na teplotu nižšiu, ako je vo medzihviezdnom priestore.  

V tomto extrémne chladnom stave atómy stratia svoju individualitu a začnú sa správať ako jediný, súdržný kvantový celok. Druhou ingredienciou je jav zvaný superradiancia, pri ktorom atómy v takomto koherentnom stave nevyžarujú častice náhodne, ale synchronizovane v jednom zosilnenom impulze. Aby demonštrovali silu tohto efektu, vedci vypočítali, ako by sa správal oblak jedného milióna atómov rádioaktívneho rubídia-83.

Za normálnych okolností je polčas rozpadu tohto izotopu približne 82 až 86 dní, čo znamená, že polovica atómov sa za tento čas rozpadne a vyžiari neutrína. Ak by sa však tieto atómy ochladili do stavu superradiantného BEC, ich rádioaktívny rozpad by sa dramaticky zrýchlil. Celý oblak by sa rozpadol a uvoľnil svoj náklad neutrín v podobe sústredeného, laseru podobného lúča v priebehu niekoľkých minút.  

Aplikácie tejto technológie sú ohromujúce. Najdramatickejšou je možnosť komunikácie, pri ktorej by sa neutrínové lúče, ktoré prejdú akoukoľvek hmotou, mohli posielať priamo cez Zem na komunikáciu s ponorkami alebo podzemnými základňami aj na opačnej strane planéty.  

Okrem toho by vedľajším produktom rádioaktívneho rozpadu boli aj vzácne rádioizotopy, ktoré by sa dali využiť v pokročilej medicínskej diagnostike, napríklad pri zobrazovaní nádorov alebo liečbe rakoviny. Hoci je koncept stále teoretický, vedci už plánujú laboratórny experiment, ktorý by mal jeho uskutočniteľnosť potvrdiť.  

Zdroj: interestingengineering.com.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}