Идея лазера, испускающего пучок нейтрино, звучит эффектно — но, похоже, так и останется фантастикой. Две новые работы исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) фактически хоронят саму возможность такого устройства. Их подробно разбирает обзорная статья группы под руководством Аны Марии Рей.
Сам принцип на первый взгляд несложен. В его основе — эффект сверхизлучения (superradiance) в конденсате Бозе — Эйнштейна (БЭК): атомы, находящиеся в этом особом состоянии материи, способны излучать фотоны согласованно, в одном направлении. Логично было предположить, что то же самое можно проделать с конденсатом радиоактивных изотопов, которые естественным образом испускают нейтрино.
Проблема кроется в попытке перенести схему с фотонов на нейтрино. Фотон сравнительно медленный и низкоэнергичный — всего около 1 электронвольта. Нейтрино же чрезвычайно быстрая частица с энергией более 1 мегаэлектронвольта, поэтому её вылет сильно «отбрасывает» испустившую частицу.
В отличие от фотона, вылетающего из атома, здесь у соседних частиц конденсата попросту не остаётся времени, чтобы «почувствовать» событие и синхронизироваться. Именно этот эффект и разрушает всю красивую схему.
Первый сценарий разбирается в статье группы Ю-Куня Лу: расчёты показывают, что сверхизлучение с нейтрино в конденсате невозможно — а значит, невозможен и лазер. Во второй работе, за авторством Ханьчжэня Линя с коллегами, ставится смежный вопрос: усиливает ли вообще конденсат радиоизотопа радиоактивный распад? Ответ — категорическое «нет».
Формально доказать отрицание научный метод не позволяет, однако обе работы захлопнули сразу несколько дверей на пути к нейтринному лазеру. Жаль: нейтрино почти не взаимодействуют с веществом и свободно проходят сквозь планеты, поэтому направленный пучок можно было бы использовать, например, для связи прямо через толщу Земли.
Пока же это остаётся лишь красивой гипотезой. Впрочем, отрицательный результат в фундаментальной физике тоже ценен — он экономит годы усилий и направляет исследователей к более реалистичным задачам.
