Esquema de energia da fonte radioativa de fótons de 14,4 keV e do absorvedor vibratório usado no experimento. Crédito:Universidade Federal de Kazan
Pesquisadores da Universidade Federal de Kazan, A Texas A&M University e o Instituto de Física Aplicada (Academia Russa de Ciências) encontraram maneiras de direcionar a radiação gama de alta frequência por meio da acústica.
O artigo deles descreve um 'switch' óptico - um dispositivo capaz de deixar passar ou interromper gamma quanta, alternando o campo acústico. Basicamente, o mecanismo torna o ferro 'transparente' para os raios gama quando necessário.
O Laboratório de Espectroscopia Mossbauer da Universidade Federal de Kazan mostrou transparência acusticamente induzida de um meio ressonante para radiação gama em um experimento. A essência desse fenômeno reside na transformação do espectro da linha de absorção em uma estrutura em pente que consiste em linhas de satélite espaçadas da linha principal pela freqüência do campo acústico. Para o experimento, gama quanta com energia de 14,4 keV foram usados, que são emitidos durante a decadência do estado excitado do núcleo do ferro-57.
"Ao agir no absorvedor que contém os núcleos de Fe-57 com a ajuda de um transdutor piezoelétrico, foi possível conseguir que o absorvedor opticamente denso se tornasse transparente aos raios gama ressonantes. O absorvedor foi ligado a um transdutor piezoelétrico, que vibrou em uma certa frequência e amplitude. Em uma amplitude de oscilação correspondente a um índice de modulação de 2,4, a absorção de fótons com energia de 14,4 keV foi suprimida 148 vezes, "explica Farit Vagizov, chefe do laboratório de espectroscopia Mossbauer." Este efeito é análogo ao efeito da transparência induzida eletromagneticamente na óptica, quando a radiação em uma faixa de frequência é usada para controlar as transições eletrônicas de átomos em outra faixa de frequência. Como você sabe, o efeito da transparência induzida eletromagneticamente na mídia atômica tem uma área bastante ampla de aplicações potenciais:a criação de linhas de atraso controladas, dispositivos para registrar e reproduzir informações quânticas, padrões de frequência em relógios atômicos, e muito mais."
Este efeito mostrou que, com a ajuda de excitação acústica de baixa frequência (~ 10-40 MHz), é possível controlar o processo de transmissão da radiação eletromagnética de alta frequência com uma frequência de mais de 1013 MHz através do meio ressonante. Este efeito pode ser útil para controlar a radiação gerada em fontes síncrotron modernas e lasers de raios-X, bem como para a criação de dispositivos quânticos promissores.