Laserul gravitațional, posibil acum datorită marilor descoperiri ale lui Einstein

Contribuția lui Einstein a fost crucială pentru înțelegerea undelor gravitaționale și pentru dezvoltarea radiației stimulate, care a culminat în inventarea laserelor. Dr. Jing Liu, de la Universitatea Academiei Chineze de Științe, a combinat cele două aspecte într-o propunere intrigantă: este posibil să se creeze laserul gravitațional.

Să începem cu noțiunile de bază. Cuvântul „laser” înseamnă „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (Amplificarea Luminii prin Emisie Stimulată de Radiație). Un laser este alcătuit din lumină cu aproximativ aceeași frecvență (sau, cu alte cuvinte, este monocrom) și este coerent, astfel încât poate fi concentrat într-un singur punct sau poate fi folosit pentru a crea impulsuri ultra-scurte. Prin stimularea unei tranziții de energie cuantică mecanică, este posibil să obții lumină cu aceeași frecvență.

Laserele naturale există și sunt numite mazere, litera „m” venind de la „microunde”. Aceste mazere astrofizice provin dintr-o varietate de surse, cum ar fi comete, atmosfera stelelor și chiar aurorele de pe Jupiter. Așadar, dacă lumina poate crea un laser, ar putea și gravitația?

Ce este laserul gravitațional?

Radiația gravitațională împărtășește proprietăți similare cu comportamentul luminii. Undele gravitaționale au frecvențe și se deplasează cu viteza luminii, așa că în principiu, am putea crea un laser cu ele. Acest lucru ar necesita o sursă care să producă unde gravitaționale stimulate cu o anumită frecvență. Orice obiect care are masă și se mișcă produce unde gravitaționale, dar nu obținem acea tranziție de energie specifică pe care o întâlnim la atomi, scrie IFL Science.

Dar poate exista ceva asemănător unui atom gravitațional, o structură în care interacțiunile gravitaționale le depășesc pe cele electromagnetice. Ideea teoretică a unui atom gravitațional este recentă, iar Liu a exploatat această ipoteză pentru a testa dacă laserul gravitațional este posibil.

Atomul gravitațional al lui Liu este o gaură neagră în rotație înconjurată de un nor de axioni, particule ipotetice incredibil de ușoare care sunt candidatul principal pentru materia întunecată.

Unde gravitaționale de aceeași energie și direcție

Deși încă nu a fost supusă unei evaluări de către experți, lucrarea sugerează că, teoretic vorbind, este posibil să se genereze tranziții de energie rezonante în norii de axioni. Aceste tranziții, asemănătoare cu pierderea sau câștigarea de energie a unui electron într-un atom, ar elibera unde gravitaționale de aceeași energie și direcție. Acesta ar fi laserul.

Deci suntem gata să descoperim aceste lasere gravitaționale din axioni? Nu chiar. Există multe ipoteze, dar înțelegerea modului în care ar arăta semnalele gravitaționale este crucială pentru a le descoperi efectiv. Și semnalul laser nu ar arăta ca nimic din ce am mai întâlnit până acum, așa că este important să știm ce este.

Un preprint al studiului este disponibil pe ArXiv.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii au încetinit lumina de 10.000 de ori

Doi cercetători au găsit dovezi că timpul a fost dat înapoi

Fizicienii au descoperit că timpul poate curge în ambele sensuri prin materiale

China ar fi construit un ceas atomic care va funcționa fără erori timp de 7,2 miliarde de ani