¿Hay láseres naturales?

¿Hay procesos naturales que hemos descubierto que conducen a la luz láser de alguna longitud de onda distinta?

He encontrado un par de documentos que sugieren que la respuesta es sí. Esto parece ocurrir en estrellas y atmósferas planetarias. Desafortunadamente, este no es mi campo, por lo que realmente no puedo comentar más: aquí , aquí y aquí hay ejemplos tomados de las referencias de este documento .
La división entre "natural" y "artificial" es bastante artificial. Obviamente, los humanos son el proceso natural dominante que conduce a la aparición de los láseres.
Además, existe la distinción semántica entre "luz láser" y "un láser" (este último implica retroalimentación). Parece que los procesos naturales mencionados hasta ahora podrían describirse mejor como emisión espontánea amplificada, que técnicamente es "luz láser". Pero al carecer de las mismas propiedades de coherencia típicamente asociadas con los láseres, estos procesos quizás no sean lo que pretendía la pregunta. ¿La pregunta es simplemente "la emisión estimulada ocurre de forma natural"?
Láseres en la naturaleza descubiertos en Marte. Aquí hay una referencia. laserstars.org/history/mars.html
¿Cuentan los maseres?
"¿La emisión estimulada ocurre de forma natural"? --> Por supuesto que sí. Este es el tema del artículo de 1916 de Einstein sobre el tema. En el equilibrio térmico, la emisión de un cuerpo consta de emisión espontánea (coeficiente de Einstein A) y emisión estimulada (coeficiente de Einstein B). Einstein calculó, entre otras cosas, la razón de A a B.
Debe cambiar "luz láser" en su pregunta por "luz amplificada mediante emisión estimulada repetitiva". Obviamente, cualquier transición atómica es un "proceso natural" que conduce a "luz de alguna longitud de onda distinta".

Respuestas (1)

Sí hay. Todo lo que realmente necesita es que se inyecte energía en un sistema y que las partículas permanezcan durante períodos de tiempo relativamente largos en algún estado excitado. Por ejemplo, si tiene estados A , B , y C en orden creciente de energía, el bombeo natural podría funcionar bien para A C y mal por B C . Suponer C B se produce rápidamente a través de la emisión espontánea, pero B A toma mucho tiempo. Terminarás con mucho estado B tumbado, maduro para la emisión estimulada.

En particular, vemos másers en todo tipo de entornos en el espacio, incluso alrededor de núcleos galácticos activos alimentados por agujeros negros supermasivos y en regiones de formación estelar. Estos tienden a ser transiciones de microondas entre estados rotacionales/vibracionales en moléculas pequeñas. Las fuentes astrofísicas son buenos lugares para buscar inversiones naturales de población, como bien explica ese segundo enlace:

A bajas densidades, es más fácil lograr estar fuera del equilibrio térmico porque las colisiones mantienen el equilibrio térmico, lo que significa que puede ocurrir una inversión de población. Las longitudes de trayectoria largas brindan a los fotones que viajan a través del medio muchas oportunidades para estimular la emisión y producir la amplificación de una fuente de radiación de fondo.