Il laser casuale è un fenomeno in cui l'emissione di luce avviene a causa della diffusione multipla e dell'amplificazione delle onde luminose in un mezzo disordinato. Tipicamente comporta un'alta densità di diffusori ottici, come particelle, atomi o molecole, disposti in modo casuale nello spazio. La diffusione e l'amplificazione delle onde luminose provocano interferenze costruttive e distruttive, che si traducono in un'emissione di luce simile a un laser con distribuzione spaziale casuale.

Sebbene il laser casuale sia stato dimostrato in vari sistemi, come polveri di semiconduttori, coloranti organici e cristalli liquidi, è meno comune nelle nuvole di atomi freddi. Questo perché le nubi di atomi freddi hanno tipicamente una bassa densità di atomi e bassi livelli di disordine. Tuttavia, sono stati condotti alcuni studi sperimentali e teorici che esplorano la possibilità del laser casuale con nubi di atomi freddi.

Un approccio prevede il confinamento di una nube di atomi freddi in una cavità ottica con superfici ruvide o disordinate. La diffusione della luce dalla superficie della cavità e dagli atomi può portare a laser casuali. Un altro approccio consiste nell’indurre disordine nella nuvola atomica stessa, ad esempio introducendo fluttuazioni di densità o movimento atomico. Ciò può essere ottenuto attraverso varie tecniche come interazioni controllate atomo-atomo, fonti di rumore esterne o meccanismi di feedback.

Progettando attentamente il disordine e le interazioni all'interno della nuvola di atomi freddi, è possibile ottenere condizioni laser casuali e osservare un'emissione di luce simile a un laser dalla nuvola. La realizzazione del laser casuale nei sistemi di atomi freddi potrebbe avere implicazioni per l’ottica quantistica, l’ottica non lineare e lo sviluppo di nuove sorgenti luminose basate su nuvole di atomi freddi.