يقترح الفيزيائيون “ليزر النيوترينو” مباشرة من الخيال العلمي: Sciencealert

اقترح علماء الفيزياء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا طريقة لصنع جهاز سعة الخيال العلمي: أ النيوترينو “ليزر” ، والذي يمكن أن يساعدنا في التحقيق في أسرار الكون.

النيوترونات هي الجزيئات الأكثر وفرة التي لها كتلة ، ولكن في مفارقة قاسية ، فهي بعيدة المنال للغاية ، والتي تكسبها مصطلح “جسيم الأشباح”. على الرغم من أن هناك تريليونات منهم يتجولون في جسمك في أي لحظة معينة ، إلا أنهم يتفاعلون مع المادة نادراً ما يكاد يكون من المستحيل دراسته.

متعلق ب: إنه رسمي: “جسيم الأشباح” الذي تحطمت في السجلات

لذلك ، حدد الفيزيائيون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة تكساس في أرلينغتون مفهومًا لـ النيوترينو الليزر الذي يمكن أن يساعد في تجميع الجزيئات الضال في شعاع مركزة لتحليل أسهل.

لجعل واحدة ، ستحتاج نظريًا إلى تبريد سحابة من ذرات Rubidium-83 إلى درجة حرارة أكثر برودة من المساحة بين النجوم لجعلها تتصرف مثل كيان كمي واحد- حالة المادة المعروف باسم Bose-Einstein المكثفات (بي).

Rubidium-83 مشعة ، حيث تنتج النيوتريونات عندما تتحلل الذرات. عادة ، ستتحلل الذرات بشكل عشوائي إلى حد ما ، حيث تنشر النيوتريونات في جميع الاتجاهات في أوقات لا يمكن التنبؤ بها. إذا كانوا في حالة BEC ، فيجب أن يتزامن سلوكهم ، بما في ذلك تحللهم.

إنه يحمل على الأقل تشابهًا عابرًا مع الليزر التقليدي ، والذي ينتج وجبات الفوتونات في خط أنيق. يجب أن تكون النتيجة النهائية بمثابة شعاع ساطع من النيوتريونات المشار إليها في اتجاه واحد ، في غضون دقائق من الوصول إلى درجة الحرارة المناسبة.

إن اصطياد النيوترينو في الفعل هو لعبة أرقام ، وتشمل أفضل تجاربنا الحالية مشاهدة مجلدات العملاقة من الماء أو الجليد ، في بيئات ذات تداخل ضئيل ، وانتظار المثيل النادر عندما يصفع المرء إلى أ نواة داخل البصر. إن معرفة مكان وجود النيوتريونات ، ضمن حجم أصغر بكثير ، يساعد على تلاعب تلك اللعبة لصالحنا.

إن القدرة على اكتشاف ودراسة النيوتريونات بشكل أكثر موثوقية يمكن أن تساعدنا في حل بعض الألغاز الرئيسية للفيزياء ، بما في ذلك ماذا المادة المظلمة هو ولماذا مضاد لم يكن امسح الكون كما نعرفها.

يمكن أيضًا استخدام ميل النيوتريونات إلى عدم التفاعل مع المادة بشكل جيد للاتصالات التي يمكن أن يتم بثها من خلال الأشياء مباشرة ، حتى تحت الأرض.

بالطبع ، ستكون الخطوة الأولى هي التحقق مما إذا كان من الممكن بناء ليزر نيوترينو.

“إذا اتضح أنه يمكننا إظهاره في المختبر ، فيمكن للناس التفكير في: هل يمكننا استخدام هذا ككاشف نيوترينو؟ أو شكلاً جديدًا من التواصل؟” يقول جوزيف فورماجيو ، الفيزيائي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. “هذا عندما تبدأ المتعة حقًا.”

تم نشر البحث في المجلة رسائل المراجعة البدنية.