Etiquetas por el contrario, me inclino a etiquetar las estrellas como Eta Carinae como amplificadores ópticos coherentes interesantes. ¿Cuál es la diferencia entre eso y un láser? Según algunas definiciones, en realidad no es nada, aunque un láser convencional generalmente tendrá una cavidad óptica donde los fotones circularán en una línea o anillo definido por reflectores. Cuando alguna fracción de los fotones circula varias veces en la cavidad, impondrá ciertas condiciones sobre las longitudes de onda láser, basándose en que la cavidad es un número entero de vueltas. Esto conduce a ‘modos de cavidad’, tanto en el perfil del haz transversal, pero, más particularmente, en la línea de emisión de cualquier transición de energía molecular o atómica que se esté estimulando (la ‘S’ en LASER). Ese amplio perfil de frecuencia en forma de Gauss o Lorentziano se subdivide en muchas líneas más pequeñas, discretamente espaciadas: la frecuencia correspondiente a la cavidad tiene 8 millones de longitudes de onda de largo, la frecuencia correspondiente a la cavidad tiene 8 millones de longitudes de onda y una … (). Esto es importante porque el fotón estimulado para emitir por un fotón que pasa coincidirá tanto en frecuencia como en fase. Después de múltiples viajes de ida y vuelta, si los fotones estimulados no están en fase, entonces sumas al azar las amplitudes y fases y obtienes poca o ninguna amplificación.
Para las estrellas, el medio de ganancia es un ion excitado: un núcleo con un electrón externo que se encuentra en un nivel de energía orbital por encima de su estado más bajo o fundamental. Si uno de esos iones en lo profundo de la estrella cae en energía y emite un fotón con energía correspondiente a esa longitud de onda, entonces a medida que viaja hacia afuera, puede estimular a otros iones en ese estado de energía a emitir fotones en fase con el que pasa. Cuantos más fotones haya, mayor será la probabilidad de que el grupo estimule aún más tales transiciones y emisiones de energía. Efecto neto, gran amplificación óptica en un rango de frecuencia estrecho. Pero sin subestructura de múltiples pases a través de una cavidad resonante.
En cuanto a cómo / por qué esto podría suceder, incluso a temperaturas que se encuentran en una estrella, los núcleos pesados agarran sus electrones internos con mucha tenacidad, por lo que es difícil hacer que los electrones se apaguen por completo, incluso con muchas colisiones con iones vecinos de alta energía y la energía transferencias que pueden venir de ellos. Mi breve lista de dos minutos de las condiciones que uno necesitaría para el láser sería:
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- Suficiente de un elemento en particular que sea lo suficientemente pesado como para retener algunos electrones a temperaturas estelares (es decir, hay mucho hidrógeno, pero se ha despojado por completo de todos sus electrones)
- Suficientes colisiones con otras partículas en el plasma estelar que tienen lugar con la transferencia de energía adecuada para que ese delta-E se transforme en un electrón unido a un estado fundamental que se convierta en un electrón orbital unido en un excitado. Esto se vería afectado por la temperatura local en la estrella y por la distribución de diferentes tipos de elementos.
- Que la tasa local de que se producen colisiones que excitan al electrón es alta en comparación con la tasa local de que otras colisiones pueden transferir la energía nuevamente, y que el tiempo que el ion permanecerá naturalmente en el estado excitado es largo en comparación con el tiempo entre Otros eventos como estas colisiones. Esto significa que el electrón excitado no tiende a volver al estado fundamental tan rápidamente que hay muy pocas posibilidades de que otro fotón pase volando y estimule la transición antes de que el ion simplemente lo haga de forma natural.
