Фермионная статистика запретила нейтринный лазер
Скорость коллективного испускания нейтрино растет лишь пропорционально числу атомов
Физики из США показали, что предложенный ранее сверхизлучающий нейтринный лазер не сможет работать из-за фермионной природы нейтрино. Они выяснили, что максимальная скорость коллективного испускания нейтрино растет пропорционально числу атомов, а не его квадрату, как при фотонном сверхизлучении. Статья опубликована в Physical Review Letters.
Сверхизлучение Дике возникает, когда множество излучателей взаимодействует с общим электромагнитным полем и испускает фотоны коллективно. При подходящих условиях амплитуды отдельных переходов складываются когерентно, поэтому максимальная скорость излучения системы из N атомов оказывается пропорциональна N2, а не N, как для независимых атомов. Именно этот эффект позволяет получить мощный короткий импульс без обычного механизма вынужденного излучения лазера.
В прошлом году Бен Джонс (B. J. P. Jones) и Джозеф Формаджо (J. A. Formaggio) предложили использовать этот механизм для создания нейтринного лазера. В их схеме конденсат Бозе — Эйнштейна состоял из радиоактивных атомов рубидия-83, которые при электронном захвате превращаются в криптон-83 и испускают нейтрино. Авторы предположили, что коллективное испускание ускорит распад пропорционально квадрату числа атомов: для конденсата из миллиона атомов расчетное время распада половины рубидия сокращалось