Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der University of Texas at Arlington haben ein theoretisches Konzept für einen „Neutrino-Laser“ entwickelt. Diese neuartige Idee nutzt die Kühlung radioaktiver Atome auf extrem niedrige Temperaturen, um eine kohärente Emission von Neutrinos zu ermöglichen. Die Wissenschaftler schlagen vor, eine Million Rubidium-83-Atome in einen Bose-Einstein-Kondensat-Zustand zu überführen. In diesem Zustand, der Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt erreicht, können sich die Atome synchronisieren und eine beschleunigte und synchronisierte Neutrino-Emission erzeugen.
Dieses Phänomen lehnt sich an die Superradianz an, bei der Atome Licht synchron aussenden und die Emission verstärken. Ben Jones, Physikprofessor an der University of Texas at Arlington und Co-Autor der Studie, erklärt, dass die Neutrinos deutlich schneller emittiert würden, ähnlich wie ein Laser Photonen schnell aussendet. Die Veröffentlichung dieser Forschung in der Fachzeitschrift Physical Review Letters markiert einen bedeutenden Schritt zur Erforschung von Neutrino-Eigenschaften und zur Entwicklung von Technologien, die auf Quantenmechanik basieren.
Die Entwicklung eines solchen Neutrino-Lasers könnte weitreichende Implikationen haben. Aufgrund der minimalen Wechselwirkung von Neutrinos mit Materie könnte ein Neutrino-Strahl die Erde ungehindert durchdringen, was ihn für unterirdische Stationen oder Weltraumhabitate interessant macht. Darüber hinaus könnte der Neutrino-Laser als effizienter Neutrino-Detektor oder als neue Form der Kommunikation dienen. Joseph Formaggio, Professor am MIT und ebenfalls Co-Autor, hebt das Potenzial für die Nutzung als Neutrino-Detektor oder neuartige Kommunikationsmethode hervor, sollte das Konzept erfolgreich im Labor demonstriert werden.
Die Forscher planen, ihr Konzept in einem kleinen Laborexperiment zu testen. Sollte dies erfolgreich sein, könnte der Neutrino-Laser neue Möglichkeiten in der Kommunikation und medizinischen Diagnostik eröffnen. Die synchronisierten Prozesse des radioaktiven Zerfalls und die Erzeugung kohärenter Neutrino-Emissionen könnten neue Forschungsfelder erschließen und praktische Anwendungen in verschiedenen Industrien vorantreiben. Die Forscher schlagen vor, dass eine 83Rb-Kondensation durch sympathische Kühlung realisiert werden könnte, was mit der aktuellen Kälteatom-Technologie machbar erscheint.