Лазер з підвищеним апетитом
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Багато чудових властивостей в оптичного квантового генератора – лазера. Серед них одне з найчудовіших – величезна концентрація енергії в світловому промені. Але коефіцієнт корисної дії чудесного маленького сонця залишає бажати багато кращого. Лише незначна частина підведеної до лазеру енергії перетвориться в сліпучу «блискавку». У багатьох лабораторіях світу б’ються над тим, щоб у лазера було менше енергетичних «відходів».
Нещодавно вчені Мічиганського університету (США) домоглися несподіваного успіху. Вони опромінювали рубіновий стрижень лазера гамма-променями, джерелом яких служив радіоактивний кобальт-60. Ефективність лазера при цьому значно зросла. Відомо, що штучний рубін лазера – це кристал окису алюмінію, в якому, однак, деякі атоми алюмінію заміщені атомами хрому. «Годувальник» рубінового стрижня – газорозрядна імпульсна лампа, подібна лампі-спалаху фотографів. Це вона постачає рубін енергією. Але «з’їдати» цю енергію здатні тільки атоми хрому.
Однак вони дуже розбірливі – з усього великого світлового «меню», пропонованого імпульсною лампою, вибирають тільки зелену частину спектру (тому-то, до речі, рубін і червоний: зелене світло поглинається, а червоне проходить вільно). Ясно, що імпульсна лампа в значній мірі працює вхолосту. Але яким же чином гамма-промені, немов гостра приправа до страви, раптом підвищили «апетит» рубіна, змусили його «з’їдати» більше світлової енергії лампи?
Поки що фізики не змогли знайти вичерпну відповідь на це питання. Припускають, що під впливом гамма-квантів, що володіють великою енергією, в кристалічній решітці рубіна утворюються якісь області, здатні поглинати не тільки зелену, але й інші частини спектра. Вчені розраховують, що, розгадавши механіку цього явища і навчившись керувати ним, вдасться різко підвищити к.к.д. лазерів.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.