Perché il laser è così potente

I laser sono una forma unica di emissione luminosa che hanno guadagnato reputazione per migliorare la tecnologia all'avanguardia attraverso esperimenti scientifici. Ma cos'è un laser, e perché la luce laser è così più potente della luce a incandescenza convenzionale?

Caratteristiche

La parola laser iniziò come acronimo che sta per Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplificazione della luce per emissione stimolata di radiazione). I laser emettono un fascio concentrato, coerente di onde luminose sincronizzate che viaggiano in un fascio stretto e condensato senza un livello significativo di diffusione o deterioramento su distanze molto maggiori di quanto la luce convenzionale sia capace. La capacità della luce laser di rimanere in un pattern condensato e regolare è dovuta alla sincronizzazione dei suoi fotoni, che sono tutti emessi nella stessa lunghezza d'onda e fase. Un altro termine per laser è maser ottico.

Funzionamento

La luce laser è creata attraverso la stimolazione di una sostanza finché i suoi atomi sono portati in uno stato di alta energia. Questo è realizzato bombardandoli con fotoni in modo che gli atomi della sostanza assorbano continuamente fotoni e poi li emettano in una lunghezza d'onda precisa secondo la differenza di energia tra lo stato alto e basso dell'atomo. Quando più atomi della sostanza sono stati elevati a stati di alta energia rispetto ai loro corrispettivi a bassa energia, si crea una popolazione invertita in cui gli atomi energizzati emettono un flusso costante di fotoni sincronizzati finché continuano a essere bombardati.

Tipi

I laser variano in dimensioni dai piccoli fasci incapsulati in emettitori grandi come una penna a laser molto grandi che possono occupare un'intera stanza. La sostanza usata per creare luce laser può variare, e spazia da barre di rubino, usate nei primi laser, a vari liquidi o gas contenuti nella camera risonante del laser. La sostanza usata per causare emissioni laser si relaziona direttamente al colore del laser.

Significato

La luce emessa da un laser è essenzialmente un gruppo altamente concentrato di fotoni che viaggiano alla stessa velocità e direzione. Per questa concentrazione e coerenza, il fascio nettamente focalizzato è utile per riscaldamento, taglio, telemetria, comunicazioni e puntamento, per nominare solo alcune applicazioni. Più recentemente, i laser sono stati implementati in molte operazioni chirurgiche, permettendo chirurgie senza sangue, uso in chirurgia oculare e applicazioni dentali.

Teorie/Speculazioni

L'estrema focalizzazione della luce laser ha permesso speculazioni su una vasta gamma di potenziali usi, il più prominente dei quali potrebbe essere l'armamento laser. Sebbene le armi laser non siano ancora comuni, l'esercito USA ha sviluppato laser con l'intenzione di usarli per intercettare missili balistici intercontinentali (ICBM) in caso di attacco nucleare. A causa della cecità istantanea e permanente che tutti tranne i laser a potenza più bassa causano quando diretti nell'occhio umano, l'uso di laser come arma non letale è stato considerato, ma le implicazioni morali di tale uso hanno finora impedito l'implementazione sul campo di battaglia.