Schema energetico della sorgente radioattiva di fotoni da 14,4 keV e dell'assorbitore vibrante utilizzato nell'esperimento. Credito:Università Federale di Kazan
Ricercatori dell'Università Federale di Kazan, La Texas A&M University e l'Institute of Applied Physics (Russian Academy of Sciences) hanno trovato il modo di dirigere le radiazioni gamma ad alta frequenza per mezzo dell'acustica.
Il loro articolo descrive un "interruttore" ottico, un dispositivo in grado di far passare o fermare i quanti gamma commutando il campo acustico. Fondamentalmente, il meccanismo rende il ferro 'trasparente' per i raggi gamma quando necessario.
Il laboratorio di spettroscopia Mossbauer dell'Università federale di Kazan ha mostrato la trasparenza indotta acusticamente di un mezzo risonante per le radiazioni gamma in un esperimento. L'essenza di questo fenomeno risiede nella trasformazione dello spettro della linea di assorbimento in una struttura a pettine costituita da linee satellitari distanziate dalla linea principale dalla frequenza del campo acustico. Per l'esperimento, sono stati utilizzati quanti gamma con un'energia di 14,4 keV, che vengono emessi durante il decadimento dello stato eccitato del nucleo di ferro-57.
"Agire sull'assorbitore contenente i nuclei 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 è stato collegato a un trasduttore piezoelettrico, che vibrava ad una certa frequenza e ampiezza. Ad un'ampiezza di oscillazione corrispondente a un indice di modulazione di 2,4, l'assorbimento di fotoni con un'energia di 14,4 keV è stato soppresso 148 volte, " spiega il capo del laboratorio di spettroscopia Mossbauer Farit Vagizov. "Questo effetto è analogo all'effetto della trasparenza indotta elettromagneticamente nell'ottica, quando la radiazione in un intervallo di frequenza viene utilizzata per controllare le transizioni elettroniche degli atomi in un altro intervallo 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 altro ancora."
Questo effetto ha mostrato che con l'aiuto dell'eccitazione acustica a bassa frequenza (~10-40 MHz), è possibile controllare il processo di trasmissione della radiazione elettromagnetica ad alta frequenza con una frequenza superiore a 1013 MHz attraverso il mezzo risonante. Questo effetto può rivelarsi utile per controllare la radiazione generata sulle moderne sorgenti di sincrotrone e laser a raggi X, così come per la creazione di dispositivi quantistici promettenti.