Είναι δυνατόν το τυχαίο lasing με ένα κρύο σύννεφο ατόμων;

Το τυχαίο Lasing είναι ένα φαινόμενο όπου η εκπομπή φωτός συμβαίνει λόγω πολλαπλής διασκορπισμού και ενίσχυσης των φωτεινών κυμάτων σε ένα διαταραγμένο μέσο. Περιλαμβάνει ittypically μια υψηλή πυκνότητα οπτικών διασκορπιστών, όπως σωματίδια, άτομα ή μόρια, διατεταγμένα τυχαία στο διάστημα. Η σκέδαση και η ενίσχυση των εποικοδομητικών και καταστρεπτικών παρεμβολών του φωτός κυμάτων, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την εκπομπή φωτός τύπου Laser με τυχαία χωρική κατανομή.

Ενώ η τυχαία λέιζερ έχει αποδειχθεί σε διάφορα συστήματα, όπως σκόνες ημιαγωγών, οργανικές βαφές και υγρούς κρυστάλλους, είναι λιγότερο συνηθισμένο στα κρύα σύννεφα ατόμων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα κρύα σύννεφα ατόμων συνήθως έχουν χαμηλή πυκνότητα ατόμων και χαμηλά επίπεδα διαταραχής. Ωστόσο, υπήρξαν μερικές πειραματικές και θεωρητικές μελέτες που διερευνούν τη δυνατότητα τυχαίας λέιζερ με κρύα σύννεφα ατόμων.

Μια προσέγγιση περιλαμβάνει τον περιορισμό ενός κρύου σύννεφου ατόμων σε μια οπτική κοιλότητα με τραχιά ή διαταραγμένες επιφάνειες. Η διασπορά του φωτός από την επιφάνεια της κοιλότητας και τα άτομα μπορούν να οδηγήσουν σε τυχαία λέιζερ. Μια άλλη προσέγγιση είναι να προκαλέσει διαταραχή στο ίδιο το ατομικό σύννεφο, για παράδειγμα, εισάγοντας διακυμάνσεις πυκνότητας ή ατομική κίνηση. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μέσω διαφόρων τεχνικών όπως οι ελεγχόμενες αλληλεπιδράσεις ατόμου, οι εξωτερικές πηγές θορύβου ή οι μηχανισμοί ανατροφοδότησης.

Με την προσεκτική επεξεργασία της διαταραχής και των αλληλεπιδράσεων μέσα στο σύννεφο του κρύου ατόμου, είναι δυνατόν να επιτευχθούν τυχαίες συνθήκες lasing και να παρατηρηθούν εκπομπές φωτός που μοιάζει με λέιζερ από το σύννεφο. Η πραγματοποίηση τυχαίων λέιζερ σε συστήματα κρύου ατόμων θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στην κβαντική οπτική, τη μη γραμμική οπτική και την ανάπτυξη νέων πηγών φωτός που βασίζονται σε κρύα σύννεφα ατόμων.