Muito bem, Dra. Lee. Eu estava pensando sobre essa história do laser e há um problema com ela. Você disse que começamos com um fóton e atingimos um átomo excitado com ele, e agora temos dois fótons, e ficamos repetindo isso até obtermos muitos fótons idênticos, e que isso é um laser.
Sim. Exatamente.
MAS... a fim de excitar o átomo, temos que atingí-lo com um fóton para começar. Então são necessários dois fótons para conseguir dois fótons. COMO então poderemos conseguir fótons extra?
Você está certa. Se temos que começar com um fóton da cor correta para cada fóton que por fim conseguimos, acabamos percebendo que não podemos vencer. Era assim que as coisas estavam na época de Einstein e assim eles não podiam construir lasers. Você consegue pensar num meio de contornar isso?
Bem, se pudéssemos conseguir um monte de átomos excitados sem atingí-los com fótons, então apenas um único fóton iniciaria uma grande reação em cadeia.
Certo. Normalmente os átomos simplesmente ficam no seu nível de energia mais baixo, como um grupo de caras assistindo futebol. Talvez alguém levante para pegar mais salgadinhos de vez em quando, mas geralmente eles só ficam lá sentados. O que precisamos fazer é conseguir que muitos deles fiquem de pé ao mesmo tempo.
Como se o juiz apitasse algo que esses caras achassem claramente errado...
"Estado Fundamental"
"Inversão de População"
Exatamente. Se pudermos fazer todos os átomos pularem para um estado excitado, podemos fazer um laser. Chamamos a isso de Inversão de População.
Mas os átomos não prestam atenção à juízes, então como fazemos eles pularem?
Bem, não é tão fácil, mas podemos fazê-lo bombeando energia elétrica para os nossos átomos de algumas formas ou focalizando luzes de cores diferentes sobre eles. Ambos os processos lançam os átomos em níveis de energia muito mais altos e então, sob condições especiais, eles saltam para o nível de energia excitado ao invés de irem direto para o estado fundamental. No applet abaixo, nossa "bomba de energia" cuida de tudo isso para nós.
Oh... quando um átomo excitado expele um fóton, ele pode atingir mais átomos excitados e causar uma pequena avalanche de mais fótons. Mas como ISSO pode ser um laser, se os pequenos grupos de fótons podem ir para qualquer direção?
Você está certa; há mais uma coisa que precisamos acrescentar. Você consegue imaginar o que poderia ser?
Publicado: 04/05/2003
Muito bem, Dra. Lee. Eu estava pensando sobre essa história do laser e há um problema com ela. Você disse que começamos com um fóton e atingimos um átomo excitado com ele, e agora temos dois fótons, e ficamos repetindo isso até obtermos muitos fótons idênticos, e que isso é um laser.
Sim. Exatamente.
MAS... a fim de excitar o átomo, temos que atingí-lo com um fóton para começar. Então são necessários dois fótons para conseguir dois fótons. COMO então poderemos conseguir fótons extra?
Você está certa. Se temos que começar com um fóton da cor correta para cada fóton que por fim conseguimos, acabamos percebendo que não podemos vencer. Era assim que as coisas estavam na época de Einstein e assim eles não podiam construir lasers. Você consegue pensar num meio de contornar isso?
Bem, se pudéssemos conseguir um monte de átomos excitados sem atingí-los com fótons, então apenas um único fóton iniciaria uma grande reação em cadeia.
Certo. Normalmente os átomos simplesmente ficam no seu nível de energia mais baixo, como um grupo de caras assistindo futebol. Talvez alguém levante para pegar mais salgadinhos de vez em quando, mas geralmente eles só ficam lá sentados. O que precisamos fazer é conseguir que muitos deles fiquem de pé ao mesmo tempo.
Como se o juiz apitasse algo que esses caras achassem claramente errado...
Exatamente. Se pudermos fazer todos os átomos pularem para um estado excitado, podemos fazer um laser. Chamamos a isso de Inversão de População.
Mas os átomos não prestam atenção à juízes, então como fazemos eles pularem?
Oh... quando um átomo excitado expele um fóton, ele pode atingir mais átomos excitados e causar uma pequena avalanche de mais fótons. Mas como ISSO pode ser um laser, se os pequenos grupos de fótons podem ir para qualquer direção?
