Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een concept ontwikkeld voor een neutrino laser, een apparaat dat gebruikmaakt van extreem koude, radioactieve atomen om coherente neutrino-emissies te genereren. Dit concept, gepubliceerd in Physical Review Letters, zou de studie en het gebruik van neutrino's fundamenteel kunnen veranderen.
Het idee is om ongeveer een miljoen atomen van Rubidium-83 te koelen tot temperaturen nabij het absolute nulpunt, waardoor ze in een Bose-Einstein condensaat (BEC) terechtkomen. In deze kwantumcoherente staat, waarin de atomen zich als één entiteit gedragen, kan het radioactieve verval versneld en gesynchroniseerd worden. Normaal gesproken heeft Rubidium-83 een halfwaardetijd van ongeveer 82 dagen, maar in een BEC-staat zou het verval binnen enkele minuten kunnen plaatsvinden, wat resulteert in een krachtige, gerichte straal van neutrino's. Dit fenomeen is geïnspireerd op 'superradiantie', een kwantumoptisch effect waarbij atomen licht synchroon uitzenden, wat de emissie versterkt.
De potentiële toepassingen van een dergelijke neutrino laser zijn veelbelovend. Vanwege de minimale interactie van neutrino's met materie, kan een neutrino-straal de aarde ongehinderd doordringen, waardoor communicatie met ondergrondse faciliteiten of ruimteschepen mogelijk wordt. Bovendien zou de neutrino laser kunnen dienen als een geavanceerde neutrino-detector of een compleet nieuwe vorm van communicatie.
Joseph Formaggio, professor aan MIT en mede-auteur van het onderzoek, benadrukt dat deze technologie, indien succesvol gedemonstreerd, deuren kan openen voor nieuwe medische diagnostiek en fundamenteel onderzoek naar de eigenschappen van neutrino's. De onderzoekers, waaronder Ben Jones van de Universiteit van Texas in Arlington, plannen een kleinschalig laboratoriumexperiment om hun theorie te toetsen. Hoewel het concept nog in de kinderschoenen staat, vertegenwoordigt het een significante stap voorwaarts in ons begrip van subatomaire deeltjes.