Credit: Kazan Federal University

I ricercatori della Kazan Federal University, Texas A&M University e dell’Istituto di Fisica Applicata (Accademia Russa delle Scienze) hanno trovato il modo di indirizzare le radiazioni gamma ad alta frequenza attraverso l’acustica.

L’articolo descrive un “interruttore” ottico – un dispositivo in grado di far passare o arrestare i quanti gamma commutando il campo acustico. Fondamentalmente, il meccanismo rende il ferro “trasparente” per i raggi gamma quando necessario.

Il Mossbauer Spectroscopy Lab dell’Università Federale del Kazan ha mostrato in un esperimento la trasparenza indotta acusticamente di un mezzo risonante per la radiazione gamma. L’essenza di questo fenomeno risiede nella trasformazione dello spettro della linea di assorbimento in una struttura a pettine costituita da linee satelliti distanziate dalla linea principale dalla frequenza del campo acustico. Per l’esperimento sono stati utilizzati i quanti gamma con un’energia di 14,4 keV, che vengono emessi durante il decadimento dello stato di eccitazione del nucleo di ferro-57.

Agendo sull’assorbitore contenente i nuclei di Fe-57 con l’aiuto di un trasduttore piezoelettrico, è stato possibile ottenere che l’assorbitore otticamente denso diventasse trasparente ai raggi gamma risonanti. L’assorbitore era attaccato ad un trasduttore piezoelettrico, che vibrava ad una certa frequenza ed ampiezza. Ad un’ampiezza di oscillazione corrispondente ad un indice di modulazione di 2,4, l’assorbimento dei fotoni con un’energia di 14,4 keV è stato soppresso 148 volte“, spiega il capo del Mossbauer Spectroscopy Lab Farit Vagizov. “Questo effetto è analogo all’effetto della trasparenza elettromagnetica indotta nell’ottica, quando la radiazione in una gamma di frequenza viene utilizzata per controllare le transizioni elettroniche degli atomi in un’altra gamma di frequenza. Come sapete, l’effetto della trasparenza indotta elettromagneticamente nei mezzi atomici ha un’area abbastanza ampia di potenziali applicazioni: la creazione di linee di ritardo controllate, dispositivi per la registrazione e la riproduzione di informazioni quantistiche, standard di frequenza negli orologi atomici e molto altro ancora“.

Questo effetto ha dimostrato che con l’aiuto dell’eccitazione acustica a bassa frequenza (~10-40 MHz) è possibile controllare il processo di trasmissione di radiazioni elettromagnetiche ad alta frequenza con una frequenza di oltre 1013 MHz attraverso il mezzo risonante. Questo effetto può rivelarsi utile per controllare la radiazione generata sulle moderne sorgenti di sincrotrone e sui laser a raggi X, nonché per creare promettenti dispositivi quantistici.

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