Một tia laser tia gamma hoặc ^[1] sẽ tạo ra các tia gamma kết hợp, giống như một tia laser thông thường tạo ra các tia sáng kết hợp.

Nghiên cứu để giải quyết những khó khăn vốn có trong việc chế tạo laser tia gamma thực tế vẫn tiếp tục. Trong bài giảng Nobel năm 2003, Vitaly Ginzburg đã trích dẫn tia laser tia gamma là một trong ba mươi vấn đề quan trọng nhất trong vật lý. ^[2]

Việc tìm kiếm tia laser tia gamma là liên ngành, bao gồm lượng tử cơ học, quang phổ hạt nhân và quang học, hóa học, vật lý chất rắn và luyện kim cũng như sự tạo ra, điều độ và tương tác của neutron và liên quan đến kiến ​​thức và nghiên cứu chuyên ngành trong tất cả các lĩnh vực này. Chủ đề liên quan đến cả khoa học cơ bản và công nghệ kỹ thuật. ^[3]

Nghiên cứu [ chỉnh sửa ]

Vấn đề đạt được nồng độ đủ của các trạng thái hạt nhân kích thích cộng hưởng (đồng phân) để phát xạ kích thích tập thể xảy ra bật mở rộng đường quang phổ tia gamma. ^[4] Trong hai dạng mở rộng, đồng nhất mở rộng đơn giản là kết quả của thời gian tồn tại của trạng thái đồng phân: thời gian tồn tại càng ngắn, càng mở rộng đường truyền. ^[5][6][7][8] Mở rộng không đồng nhất bao gồm tất cả các cơ chế mà đường rộng mở rộng đồng nhất được trải rộng trên phổ. ^[9]

Mở rộng không đồng nhất quen thuộc nhất là mở rộng Doppler của các phân tử trong chất rắn chứa đồng phân bị kích thích và thu lại từ phát xạ tia gamma, trong đó phổ phát xạ được dịch chuyển và mở rộng. Các chất đồng phân trong chất rắn có thể phát ra một thành phần sắc nét được đặt trên nền mở rộng Doppler; đây được gọi là hiệu ứng Mössbauer. ^[10] Bức xạ không hồi phục này thể hiện một đường sắc nét trên đỉnh của nền rộng Doppler chỉ bị dịch chuyển một chút từ trung tâm của nền. ^{[11] [12] [13] [14] [15]}

Với nền không đồng nhất, và nó sẽ bị xóa chúng ta có các điều kiện để đạt được. ^[16][17][18] Nhưng những khó khăn khác làm suy giảm mức tăng là các trạng thái không được hấp thụ sẽ cộng hưởng hấp thụ bức xạ, tạp chất mờ và mất trong quá trình truyền qua tinh thể trong đó hạt nhân hoạt động được nhúng vào. ^[19] cái sau có thể được khắc phục bằng cách căn chỉnh tinh thể ma trận thông minh ^[20] để khai thác tính trong suốt do hiệu ứng Borrmann cung cấp.

Một khó khăn khác, tiến thoái lưỡng nan của máy nghiền là các tính chất sẽ cho phép tăng ích và các thuộc tính cho phép mật độ đảo ngược đủ hạt nhân dường như không tương thích. vài giây. Để đảm bảo đảo ngược vẫn tồn tại, thời gian tồn tại của trạng thái kích thích phải dài hơn đáng kể. Hơn nữa, sự nóng lên do bơm neutron bơm ngược tại chỗ dường như không tương thích với việc duy trì hiệu ứng Mössbauer, mặc dù vẫn còn những con đường cần khám phá. ^{[ cần trích dẫn}

Sự gia nhiệt có thể bị giảm khi bơm neutron-gamma hai giai đoạn, ^[26] trong đó sự bắt neutron xảy ra trong một bộ biến đổi pha tạp cha mẹ, nơi nó tạo ra bức xạ Mössbauer sau đó được hấp thụ bởi hạt nhân ở trạng thái mặt đất trong graser. ^[27] Bơm hai cấp gồm nhiều cấp mang lại nhiều lợi thế. ^{[28][29] [ cần làm rõ ]}

Một cách tiếp cận khác là sử dụng chuyển tiếp hạt nhân được điều khiển bởi dao động điện tử tập thể. [19659027] Chương trình này sẽ sử dụng bộ ba trạng thái đồng phân: trạng thái lưu trữ tồn tại lâu dài, ngoài trạng thái phát quang trên và dưới. Trạng thái lưu trữ sẽ rất gần với trạng thái phát sáng phía trên trong thời gian ngắn nhưng được phân tách bằng một chuyển tiếp bị cấm liên quan đến một đơn vị lượng tử của động lượng góc quay. Graser sẽ được kích hoạt bằng một tia laser quang cực mạnh để phá hủy đám mây điện tử qua lại và bão hòa quá trình chuyển đổi bị cấm trong trường gần của đám mây. Dân số của trạng thái lưu trữ sau đó sẽ nhanh chóng được cân bằng với trạng thái phát quang phía trên có sự chuyển đổi sang trạng thái phát quang thấp hơn sẽ tự phát và bị kích thích bởi bức xạ gamma cộng hưởng. Một biểu đồ hoàn chỉnh về các hạt nhân có khả năng chứa một số lượng rất lớn các trạng thái đồng phân, và sự tồn tại của bộ ba như vậy dường như có khả năng, nhưng nó vẫn chưa được tìm thấy. ^{[20] [32]}

Sự phi tuyến tính có thể dẫn đến cả hài hòa không gian và thời gian trong trường gần tại hạt nhân, ^[33][34] mở ra phạm vi khả năng chuyển nhanh từ trạng thái lưu trữ sang trạng thái phát triển phía trên bằng cách sử dụng các loại bộ ba khác năng lượng ở bội số của năng lượng lượng tử laser quang và ở đa cực cao hơn.

Đọc thêm [ chỉnh sửa ]

Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]