Фізики зі США теоретично показали важливу можливість побудови нейтринного лазера. В основі ідеї – явище надвипромінювання у радіоактивному конденсаті Бозе – Ейнштейна. Вчені розрахували, що в конденсаті приблизно з мільйона атомів рубідія-83 період напіврозпаду скоротиться з 86 днів до двох з половиною хвилин. Стаття опублікована у Physical Review Letters.
Нейтрино мало взаємодіють із речовиною, що робить їх вкрай важкими вивчення, хоча вони грають значної ролі як і астрофізиці (наприклад, у поступовій динаміці), і у фундаментальної фізиці частинок. Сьогодні дослідники навчилися фіксувати лише деякі процеси за їх участю, а такі параметри, як точні маси чи природа (майоранівська чи дираківська), залишаються невідомими. Проблему рідкісних подій вчені вирішують, будуючи гігантські детектори, що містять тонни реєструючої речовини, або маючи детектори поблизу інтенсивних джерел нейтрино, таких як ядерний реактор. Однак створення компактного інтенсивного джерела нейтрино залишається важливим завданням.
Бен Джонс (BJP Jones) з Техаського університету в Арлінгтоні та Джозеф Формаджо (JA Formaggio) з Массачусетського технологічного інституту запропонували використовувати механізм, аналогічний надвипромінюванню Діке, при якому колективний розпад прискорюється за рахунок когерентних квантових кореляцій у середовищі. У звичайному випадку так посилюється фотонне випромінювання, але в бозе-конденсаті всі атоми ділять одну й ту саму просторову функцію хвиль, і умова близькості виконується автоматично. У результаті кожен наступний розпад стає невиразним з погляду того, який атом його ініціював, і амплітуди таких процесів складаються. Це призводить до колективного прискорення розпаду: швидкість зростає пропорційно квадрату числа частинок в конденсаті, а потік, що виникає, нейтрино стає когерентним і посиленим.
За розрахунками авторів, у конденсаті зі 106 атомів рубідія-83 половина речовини розпадеться всього за 148 секунд замість десятків днів. Вчені відзначають, що таке джерело можна як аналог лазера, але з нейтрино. Як реальний кандидат вони пропонують саме рубідій-83: його можна охолодити лазерними методами до стану конденсату, він має відповідні властивості, а продукти розпаду легко реєструвати за рентгенівськими квантами. Крім того, можлива робота із сумішшю стабільного рубідія-87 та радіоактивного рубідія-83, що має спростити створення та утримання конденсату.
Поки що ідея залишається теоретичною: ще не ясно, як саме охолоджувати радіоактивний газ до конденсату і як впоратися з нагріванням пастки при розпаді. Проте автори підкреслюють, що вперше показали можливість когерентного посилення нейтринного випромінювання, і це відкриває новий шлях до створення нейтринних джерел.
Вчені продовжують досліджувати нейтрино. Так, нещодавно фізики обмежили мінімальний розмір їхнього хвильового пакету.
