Сверхизлучение

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Сверхизлучение — в атомной физике — кооперативное излучение, возникающее вследствие самопроизвольного зарождения и усиления корреляций первоначально независимых атомов c инверсной заселённостью верхнего энергетического уровня. В астрофизике — явление усиления отраженной от вращающейся чёрной дыры волны.

В атомной физике[править | править код]

Механизм сверхизлучения[править | править код]

Рассмотрим атомы вещества с двумя энергетическими уровнями. Предположим, что на уровень с энергией переведено атомов. Если это число меньше порогового значения , то сверхизлучения нет, а происходят обычные спонтанные переходы в состояние с энергией с характерным временем . При этом интенсивность излучения составляет, где - интенсивность излучения изолированного атома,  — частота излучения. При возникает явление сверхизлучения. Излучение становится резко анизотропным и представляет собой короткий мощный импульс сверхизлучения с длительностью и интенсивностью испускаемый по истечении времени . Явление сверхизлучения объясняется тем, что между фазами и амплитудами различных атомов возникает корреляция и в случае сверхизлучения все атомы вещества излучают как один большой диполь. В телах, с размерами много большими, чем длина волны излучения, условия осуществления явления сверхизлучения имеют вид: , где n — плотность возбуждённых атомов.

История[править | править код]

Возможность сверхизлучения была впервые предсказана американским физиком Р. Дикке в 1954 г. Впервые это явление было обнаружено в 1973 г. В качестве излучающего тела использовался фтористый водород HF. Для накачки использовалось излучение от лазера с длиной волны 2,5 мкм. Длительность импульса сверхизлучения составляла 100 нс.

В астрофизике[править | править код]

В астрофизике сверхизлучением называется явление усиления падающих на вращающуюся чёрную дыру волн. Впервые явление усиления волн вращающимися чёрными дырами было предсказано Я. Б. Зельдовичем[1]

Объяснение[править | править код]

Явление сверхизлучения в астрофизике объясняется взаимодействием падающей волны с вращающейся чёрной дырой. В результате этого взаимодействия изменяются масса, угловой момент и электрический заряд вращающейся чёрной дыры. В некоторых случаях возможно уменьшение массы чёрной дыры и за счёт этого рассеянная чёрной дырой волна обладает большей энергией, чем падающая. Данный эффект похож на эффект усиления волн вращающимися поглощающими телами.[2];

Примечания[править | править код]

  1. Зельдович Я. Б. Генерация волн вращающимся телом // Письма в ЖЭТФ. — 1971. — Т. 14, № 1. — С. 270—272.
  2. Новиков, 1986, с. 158.

Литература[править | править код]