ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ МОЩНЫХ ГАММА-ЛАЗЕРОВ

  • А.С. Гаркавенко (A.S. Harkavenko)
  • В.А. Мокрицкий (V.A. Mokrickiy)
Ключові слова: лазер, активная среда, бозон, атомное ядро, гамма-излучение

Анотація

Анализ имеющейся на сегодняшний день литературы показывает, что гамма – лазеры до сих пор не созданы потому, что с уменьшением длины волны лазерного перехода коэффициент усиления быстро уменьшается. Поэтому для очень коротких длин волн он оказывается слишком малым для выполнения условия самовозбуждения лазера. Преодоление указанной выше трудности возможно двумя путями: первый – использование большой мощности накачки. Например, использование потоков нейтронов от взрыва атомной бомбы, как это предлагалось ранее в США в программе стратегической оборонной инициативы (СОИ).  Второй путь, предлагаемый в данной статье, – использование в качестве активной среды системы бозонов, в которой, предположительно, эта трудность не должна возникать. Если систему бозонов рассматривать как газ невзаимодействующих частиц, подчиняющихся статистике Бозе-Эйнштейна и находящихся в равновесии, то из квантовой механики следует, что в такой системе невозможно создать инверсную населённость между собственными энергетическими уровнями, как необходимое условие генерации излучения. Однако, из результатов экспериментов следует, что при концентрации бозонов больше 10 cм  заметную роль в испускании и поглощении излучения начинают играть неупругие бозон-бозонные столкновения, в результате которых может изменяться внутреннее состояние сталкивающихся частиц. В результате таких столкновений энергия и импульс одного бозона передаются другому. Первый бозон аннигилирует с испусканием фотона, а второй переходит на более высокий энергетический уровень и в такой системе возможно создать инверсную населённость. При этом неупругое бозон-бозонное взаимодействие может приводить к смещению линии излучения в длинноволновую область спектра. Предложены условия создания лазеров большой мощности двойного применения. Показано, что для их реализации применимы активные среды на основе неупругих взаимодействующих бозонов (атомных ядер с целым спином), генерирующих гамма-кванты. Возможными активными средами могут быть такие возбужденные ядра атомов с целым спином (бозоны), как, например,  ,    ,  и т. д. Представляет интерес такое неупругое взаимодействие ядер между собой, при котором происходит только их возбуждение и излучательная рекомбинация, но не происходит ядерных реакций. Для этого энергия возбуждения должна быть меньше энергии связи ядра. При этом не происходит изменения общего числа ядер (бозонов) в системе. Излучение имеет место в процессах перехода ядра из возбуждённого состояния в основное или в состояние с меньшей энергией возбуждения. Предложены теоретическая и аналитическая модели таких лазеров.
Опубліковано
2019-08-09
Як цитувати
Номер
Розділ
ВІЙСЬКОВА ТЕХНІКА І ТЕХНОЛОГІЇ ПОДВІЙНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ