MIT物理學家提出中微子雷射概念,利用冷卻的放射性原子

编辑者: Vera Mo

麻省理工學院(MIT)的物理學家們提出了一項創新的中微子雷射概念,這項突破性的想法涉及將放射性原子冷卻至極低的溫度,以實現中微子的相干發射。研究人員建議將一百萬個銫-83原子轉化為玻色-愛因斯坦凝聚態,以加速放射性衰變並產生中微子雷射。這種狀態允許原子在接近絕對零度的溫度下形成一個相干的整體。

處於這種狀態下,原子能在幾分鐘內產生快速且相干的中微子發射。該概念的靈感來自於光學的超輻射現象,即原子同步發射光線,從而增強發射。將此原理應用於放射性原子,可能導致中微子輸出增強。德州大學阿靈頓分校的物理學教授兼共同作者班·瓊斯(Ben Jones)解釋說,中微子的發射速度會快得多,這與雷射發射光子的速度相似。

中微子雷射的發展可能對各個領域產生深遠的影響。由於中微子與物質的相互作用極小,中微子束可以無阻礙地穿透地球。這使得它們能夠不受物理屏障的影響,到達地下站點或太空棲息地。此外,中微子雷射還可以作為有效的中微子探測器,或作為一種新的通訊形式。MIT教授兼共同作者約瑟夫·福馬吉奧(Joseph Formaggio)強調,如果能在實驗室中成功驗證,它可用作中微子探測器或新穎的通訊方法。

研究人員計劃通過一項小型實驗室規模的實驗來測試他們的概念。如果成功,中微子雷射將為通訊和醫學診斷開啟新的可能性。這項發表在著名期刊《物理評論通訊》(Physical Review Letters)並由MIT新聞報導的研究,可能為解開中微子之謎和開發基於量子力學的技術鋪平道路。這項提出的發展可能從根本上改變我們對亞原子世界的理解和利用,為不同產業開闢新的研究途徑並推動實際應用。

物理學研究正進入一個激動人心的新時代,中微子探索可能扮演關鍵角色。儘管看似理論化,但中微子雷射具有廣泛應用的潛力,可能深刻影響我們的技術和科學格局。同步的放射性衰變過程和相干中微子發射的產生,將開闢新的研究領域,並在各行業推動實際應用。例如,班·瓊斯教授的研究專注於闡明中微子質量的起源,並利用先進的儀器來研究這些難以捉摸的粒子。約瑟夫·福馬吉奧教授在實驗性中微子物理學領域的貢獻,特別是在理解中微子質量及其對宇宙演化的影響方面,為這項研究奠定了基礎。這項概念的實現,將依賴於對銫-83等放射性同位素的精確控制和冷卻技術,這項技術的挑戰在於其相對較短的半衰期,但研究人員相信透過玻色-愛因斯坦凝聚態的相干性,可以克服這些障礙。

來源

  • Glocalist

  • Physicists devise an idea for lasers that shoot beams of neutrinos

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