Lézerszerű fény asztali sóból

Fizikusok felfedeztek egy módszert, amivel egyfajta lézerfényt lehet előállítani lézer nélkül. Ehhez állításuk szerint mindössze egy teljesen hétköznapi sókristályra van szükség.

Azt már korábban megállapították, hogy ha megfelelő erővel hatnak a kristályra, akkor szikrákat és hagyományos fényt tudnak kicsiholni belőle. Even Reed, a kaliforniai Lawrence Livermore National Laboratory kutatója azonban kollégáival azt állítja, hogy lökéshullám hatására olyan kis mennyiségű "koherens" fény is képződik, ami a lézereket is jellemzi.

Mi több, a megbolygatott sóból származó koherens fény elvileg olyan terahertz sugárzásra képes, amit a hagyományos lézerek képtelenek előállítani, nyilatkozott az MIT anyagkutatója, Marin Soljacic, Reed munkatársa. Az egy milliméterestől tized mikrométeres hullámhosszig terjedő terahertz-sugárzásra egyre nagyobb szükség van a biomedikai és technológiai alkalmazásokban, ugyanis átlát az emberi húson, feltérképezve a mögötte rejlő anatómiát, anélkül, hogy károsítaná a szöveteket, ami sajnos a röntgensugárról egyáltalán nem mondható el.

Maga a fény fotonokból áll, melyeknek meghatározott frekvencián és hosszúságú hullámhosszon mozognak. A hagyományos fény esetében, legyen az akár egy villanykörte fénye, ezek a hullámok egymástól függetlenül erősödnek és gyengülnek. A koherens fénynél viszont a hullámok szinkronban vannak egymással. Ez az a jellemvonás, ami különleges tulajdonságokkal ruházza fel a lézert. A sugár fényes marad és nem terjed szét, előállítása nagyfokú koordinációt igényel, minden foton egyszerre indul, köszönhetően annak a pozitív visszacsatolási folyamatnak, melyben egy foton stimulálja egy másik kibocsátását. Ebből a folyamatból ered a lézer neve is, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, azaz fényerősítés stimulált sugárzáskibocsátással.

Reed és csapata szerint a kristályok által kibocsátott koherens fény leginkább az anyagon áthaladó lökéshullám azon tulajdonságának köszönhető, amivel az atomok szabályos sorait egyidejű mozgásra készteti, ami egy elektromágneses hullámot, más szóval fényt hoz létre. Egy só szemcse nem sokat termel ebből az értékes fényből, jegyzik meg a kutatók, azonban hasznos eszköze lehet a kristályos anyagokat ért lökéshullámok hatásainak tanulmányozásának.

Érdekes módon számtalan kísérlet vizsgálta a lökéshullámok anyagokra mért hatásait, viszont soha nem észlelték a koherens fény kibocsátást, aminek - mint kiderült - nagyon egyszerű a magyarázata, ugyanis soha nem is keresték. Reed munkatársai elméletüket egy számítógépes modellen tesztelték, ami kimutatta a terahertz frekvenciájú sugárzást, a nagy kérdés azonban az, hogy mit mutat majd a gyakorlat. A választ a Los Alamos National Laboratoryval végzett közös kísérlet fogja megadni.