Предложенная схема создания лазера из нейтрино оказалась физически нереализуемой. Расчёты физиков Массачусетского технологического института показали, что эффект блокируют сильная отдача атомов при распаде и квантовые свойства самих нейтрино.
Нейтрино обладают почти нулевой массой и крайне слабо взаимодействуют с обычным веществом. Триллионы таких частиц каждую секунду проходят через каждый квадратный сантиметр Земли, не оставляя заметных следов. С момента открытия в 1956 году учёные испытывают трудности не только с их регистрацией, но и с попытками управлять их движением.
В прошлом году профессор физики MIT Джо Формаджо и Бен Джонс, ранее работавший в Техасском университете в Арлингтоне, а теперь представляющий Манчестерский университет, предложили теоретический способ сфокусировать нейтрино. Они предположили, что радиоактивные атомы, охлаждённые до нанокельвиновых температур, смогут образовать конденсат Бозе — Эйнштейна, в котором частицы ведут себя как единая квантово связанная система. В таком состоянии распад атомов мог бы синхронизироваться благодаря сверхизлучению, а нейтрино — выходить преимущественно в одном направлении.
В качестве одного из вариантов рассматривались радиоактивные атомы рубидия: их период полураспада теоретически мог сократиться с 86 дней до одной минуты. Однако радиоактивный конденсат Бозе — Эйнштейна пока никому не удалось получить. Новые работы, опубликованные 2 сентября 2026 года в Physical Review Letters и журнале Physics, выявили два независимых препятствия для такой схемы.
Первое связано с отдачей атома после испускания нейтрино. Энергия нейтрино при радиоактивном распаде может достигать примерно миллиона электронвольт — примерно в миллион раз больше энергии видимого фотона. Поэтому атом получает настолько сильный импульс, что может покинуть конденсат почти мгновенно, двигаясь со скоростью, эквивалентной примерно десятикратной скорости звука. Из-за этого не успевает сформироваться необходимый квантовый «след», который должен был бы направлять последующие распады.
Второе препятствие определяется природой нейтрино как фермионов — частиц с полуцелым спином. В отличие от фотонов, являющихся бозонами, фермионы создают не усиливающую, а подавляющую квантовую корреляцию: испущенное нейтрино снижает вероятность следующего испускания в том же направлении. «Эти две статьи — своего рода первый и второй удар. Каждая из них сама по себе уничтожила бы это предложение», — сказал профессор MIT Вольфганг Кеттерле, чьи расчёты вместе с постдокторантами Ханьчжэнем Линем и Юй-Кунем Лу показали невозможность нейтринного лазера.
Сверхизлучение ранее наблюдали для фотонов в конденсатах Бозе — Эйнштейна: ультрахолодные атомы синхронно рассеивают свет, формируя направленный пучок. Формаджо считает, что предложенную идею всё же может проверить эксперимент, поскольку окончательный ответ способна дать только природа. Кеттерле назвал нейтринный лазер примером слишком привлекательной для реальности неожиданности.