Er tilfældig lasering mulig med en kold atomsky?

Tilfældig lasering er et fænomen, hvor lysemission opstår på grund af multipel spredning og forstærkning af lysbølger i et uordnet medium. Det involverer typisk en høj tæthed af optiske spredere, såsom partikler, atomer eller molekyler, arrangeret tilfældigt i rummet. Spredning og forstærkning af lysbølger fører til konstruktiv og destruktiv interferens, hvilket resulterer i laserlignende emission af lys med tilfældig rumlig fordeling.

Mens tilfældig lasering er blevet påvist i forskellige systemer, såsom halvlederpulvere, organiske farvestoffer og flydende krystaller, er det mindre almindeligt i kolde atomskyer. Dette skyldes, at kolde atomskyer typisk har en lav tæthed af atomer og lave niveauer af uorden. Der har dog været et par eksperimentelle og teoretiske undersøgelser, der undersøger muligheden for tilfældig lasering med kolde atomskyer.

En tilgang involverer at begrænse en kold atomsky i et optisk hulrum med ru eller uordnede overflader. Spredningen af ​​lys fra hulrummets overflade og atomerne kan føre til tilfældig lasering. En anden tilgang er at fremkalde uorden i selve atomskyen, for eksempel ved at indføre tæthedsudsving eller atombevægelse. Dette kan opnås gennem forskellige teknikker såsom kontrollerede atom-atom-interaktioner, eksterne støjkilder eller feedback-mekanismer.

Ved omhyggeligt at konstruere lidelsen og interaktionerne i den kolde atomsky er det muligt at opnå tilfældige laserbetingelser og observere laserlignende udsendelse af lys fra skyen. Realiseringen af ​​tilfældig lasering i kolde atomsystemer kan have implikationer for kvanteoptik, ikke-lineær optik og udviklingen af ​​nye lyskilder baseret på kolde atomskyer.