¿Qué es un láser nuclear?

Un láser nuclear es un dispositivo propuesto por los físicos en 2011 basado en la estimulación de núcleos atómicos para producir luz, en lugar de electrones como otros tipos de láseres. Puede permitir pruebas extremadamente precisas de las leyes de la física y las propiedades de la naturaleza, sin emitir rayos gamma. El láser emitirá luz excitando suficientes núcleos en una muestra; El cambio de estado creado por un campo magnético fuerte o un gradiente potente y denso en el campo eléctrico dentro del dispositivo. Al utilizar un láser nuclear, los investigadores están trabajando para desarrollar una nueva forma de analizar frecuencias o hacer un reloj nuclear preciso.

Para que un láser nuclear funcione, los núcleos atómicos deben permanecer en un estado excitado durante un largo período de tiempo. Una sustancia llamada torio tiene las propiedades suficientes para lograr esto. Un campo eléctrico o magnético podría interactuar con un compuesto hecho de litio-calcio-aluminio-fluoruro. Se agregaría torio al compuesto en lugar de algunos de los átomos de calcio. El campo eléctrico o magnético se usaría para cambiar el estado de los núcleos atómicos en un proceso llamado inversión de población.

La tecnología nuclear se ha utilizado para desarrollar planes funcionales sobre cómo funcionaría un láser nuclear. En un láser de bombeo nuclear, la energía almacenada en los núcleos atómicos se convierte en el rayo láser. También se pueden producir longitudes de onda específicas de luz a través de la generación de plasmas basados ​​en los principios de la fisión nuclear. Los núcleos excitados se dividen para producir energía en el mecanismo láser, el principio detrás de la creación de la luz para el rayo láser. Un sistema óptico con espejos modifica aún más la luz para que se concentre en el haz, permitiendo que el dispositivo se use en aplicaciones científicas.

Los láseres se han utilizado desde la década de 1960. Los tipos comunes de láser de gas usan gases como helio-neón, dióxido de carbono o argón, y los combinan con electricidad para generar luz. Otros láseres combinan gas con productos químicos, pero un láser nuclear teóricamente usaría energía del núcleo de un átomo para crear luz. Un problema es lograr que un núcleo haga que otro se active, por lo que los fotones que interactúan con ellos deben enfocarse a una frecuencia adecuada. Al crear cualquier tecnología nueva, los físicos deben estudiar varios principios atómicos, incluidas las leyes que describen cómo las partículas atómicas interactúan de diferentes maneras, y aplicar las apropiadas a sus diseños.