Una nuova ricerca innovativa dell'Università del Surrey potrebbe cambiare il modo in cui gli scienziati comprendono e descrivono i laser, stabilendo una nuova relazione tra fisica classica e quantistica.

In uno studio completo pubblicato dalla rivista Progressi nell'elettronica quantistica , un ricercatore del Surrey, in collaborazione con un collega del Karlsruhe Institute of Technology e Fraunhofer IOSB in Germania, mette in discussione 60 anni di ortodossia che circondano i principi dei laser e la larghezza di riga spettrale del laser, la base per il controllo e la misurazione delle lunghezze d'onda della luce.

Nel nuovo studio, i ricercatori trovano che un principio fondamentale dei laser, che l'amplificazione della luce compensi le perdite del laser, è solo un'approssimazione. Il team quantifica e spiega che una piccola perdita in eccesso, che non è bilanciato dalla luce amplificata ma dalla normale luminescenza all'interno del laser, fornisce la risposta alla larghezza di riga spettrale del laser.

Uno di questi meccanismi di perdita, l'uscita della luce dal laser, produce il raggio laser utilizzato nella produzione di veicoli, telecomunicazioni, chirurgia laser, GPS e molto altro ancora.

Markus Pollnau, Professore di Fotonica presso l'Università del Surrey, ha dichiarato:"Da quando il laser è stato inventato nel 1960, la larghezza di riga spettrale del laser è stata trattata come figliastro nelle descrizioni dei laser nei libri di testo e nell'insegnamento universitario in tutto il mondo, perché la sua spiegazione quanto-fisica ha posto sfide straordinarie anche per i docenti.

"Come abbiamo spiegato in questo studio, c'è un semplice, derivazione di facile comprensione della larghezza di riga spettrale del laser, e la fisica classica sottostante dimostra che il tentativo della fisica quantistica di spiegare la larghezza di riga spettrale del laser è irrimediabilmente errato. Questo risultato ha conseguenze fondamentali per la fisica quantistica".