Физики Массачусетского технологического института пришли к выводу, что создать лазер на нейтрино невозможно. Такой же вывод ученые сделали и в отношении аналогичной идеи с гамма-излучением. Результаты исследования опубликованы в двух статьях журнала Physical Review Letters.
Ранее предполагалось, что пучок нейтрино можно получить из облака радиоактивных атомов, охлажденных почти до абсолютного нуля. В таком состоянии атомы должны образовать конденсат Бозе — Эйнштейна и распадаться согласованно, усиливая поток возникающих при распаде нейтрино. Авторы первоначальной концепции считали, что это позволит сформировать направленный луч.
Группа под руководством Вольфганга Кеттерле установила, что этому мешает отдача атомов при испускании нейтрино. Нейтрино обладают энергией примерно в миллион раз выше, чем видимые фотоны, поэтому атом после такого события получает очень сильный импульс. Он почти мгновенно покидает конденсат и не успевает оставить в нем квантовый след, необходимый для усиления излучения.
Расчеты показали, что конденсат в таких условиях не сохраняет «память» о направлении испущенного нейтрино. Поэтому последующие частицы будут возникать обычным образом, без формирования усиленного и направленного потока. По словам Кеттерле, одного этого эффекта достаточно, чтобы исключить работу предложенной схемы.
Вторая причина связана с природой нейтрино как фермионов. Если бы квантовый след все же возникал, он не помогал бы испускать следующие нейтрино в том же направлении, а, напротив, препятствовал бы этому. Такая «антипамять» не позволяет накопить частицы в едином направленном луче.
Один из авторов исходной идеи Джо Формаджо назвал новые расчеты убедительной и конструктивной проверкой гипотезы. Он отметил, что обсуждение новых концепций и их критический анализ являются частью научного процесса. Кеттерле, в свою очередь, подчеркнул, что в случае с нейтринным лазером предполагаемый эффект оказался слишком хорошим, чтобы быть реальным.
