Качели раскачиваются, только если толкать их в такт. Чуть собьёшься с ритма — и усилия пропадают даром. Примерно так же свет взаимодействует с атомным ядром: обычно фотон поглощается, лишь когда его энергия точно совпадает с разницей между ядерными уровнями. Но что делать, если энергия фотона не подходит? Авторы новой работы нашли обходной путь.
Они рассмотрели атом платины-193. В его ядре есть переход с энергией 14,2 кэВ — это жёсткий рентген. Такой переход пока никто не наблюдал. Идея в том, чтобы направить на атом мощный импульс рентгеновского лазера на свободных электронах. Фотонов в импульсе очень много, но их энергия не совпадает с ядерным переходом. На помощь приходит электронная оболочка атома. Когда один из электронов рекомбинирует с атомом, он забирает избыток энергии, позволяя ядру принять «неподходящий» фотон. Это напоминает повышение частоты в нелинейных кристаллах, только роль нелинейной среды играет само ядро.
Вероятность такого события крайне мала — сечение процесса ничтожно. Но лазерный импульс содержит астрономическое число фотонов, и это компенсирует редкость. Если эксперимент подтвердит расчёты, перед нами откроется новый способ управлять ядерными переходами с помощью рентгеновского излучения. И тогда «неправильные» толчки начнут раскачивать качели, которые прежде казались недоступными.
Энергия 14,2 кэВ примерно в 3000 раз больше энергии видимого света. Один такой фотон способен выбить электрон из самой глубокой оболочки атома свинца.
В романе «Солярис» Станислава Лема нейтрино взаимодействовали с веществом океана необычным образом — здесь тоже частица, которая обычно пролетает мимо, вдруг включается в игру благодаря посреднику.