Oblak pracuje jako laser

Vědci už dlouho stavějí lasery (pracují v oboru viditelného světla) a masery (pracují v oblasti mikrovlnného záření), kde pracovní látkou pro výrobu tzv. koherentního záření je plyn. Nedávný úspěch ale znamená zcela novou etapu vývoje laserů. Rozdílný je zde především charakter a uspořádání tohoto plynu. U starých plynových laserů šlo o přesně vymezený a orientovaný prostor, nějakou dutinku, hustě zaplněnou plynem jednoho určitého druhu, který po vybuzení zvnějšku vydával světlo o jedné určité frekvenci (barvě) v daném směru.

V kosmu to probíhá jinak - laserové záření tam vzniká v řídkém a ničím neomezeném prostředí atmosfér planet nebo hvězd či v mezihvězdném prostředí. Zde neexistuje přesná kontrola výběru atomů či molekul daného prostoru. Složení plynné směsi je tedy do určité míry náhodné a tvar plynného oblaku také není přesně dán tak, aby napomáhal směrovému generování přesného laserového záření. Jak tedy v tomto beztvarém, řídkém a náhodně utvářeném plynném oblaku vznikne čisté záření o laserové kvalitě?

Cestou se ukázalo využití mechanismu tzv. náhodných laserů, který byl dříve znám z oblasti pevných látek. Pevnou látkou byl většinou nějaký prášek z polovodičového materiálu. Francouzští vědci v Nelineárním institutu v Nice pro podobný účel vytvořili oblak studených atomových par rubidia. Zde se pak objevilo náhodné laserové záření. Tento oblak nebyl uzavřen v pevném tělese, pouze v magneticko-optické pasti, byl tedy spoután pomocí elektromagnetických sil. Oblak par rubidia pak vědci vybudili krátkým impulsem vnějšího laseru s frekvencí světla, které bylo blízké frekvenci záření vlastní atomům rubidia. Na výstupu z oblaku pak vědci skutečně zjistili laserové záření, které vzniklo náhodnou stimulací a zesílením uvnitř beztvarého oblaku plynu. Vědci uvažují o tom, že podobné oblaky par studených atomů by mohly v budoucnu sloužit i jako pokročilé zdroje osvětlení.

Zdroje: Popular Science, MIT Technology Review