När vi tänker på lasrar har Hollywood målat en bild av ljusa, svepande strålar som skär genom tomrummet. Verkligheten är dock mycket mindre dramatisk.
Till skillnad från vanliga ljuskällor sänder lasrar ut en smal, enkel våglängd av synligt ljus, så varje foton i strålen delar nästan samma färg. Denna koherens gör att en laserstråle framstår som en koncentrerad, koherent ström som kan skära eller bränna material. Termen laser i sig är en akronym för "ljusförstärkning genom stimulerad strålningsemission", som beskriver processen där exciterade atomer tvingar elektroner att emittera fotoner i fas.
Eftersom en lasers fotoner är så enhetliga ser vi vanligtvis strålen bara när den interagerar med materia. På jorden sprider damm, dimma eller molnpartiklar fotonerna och förvandlar den osynliga strömmen till en synlig strimma. En handhållen laserpekare, till exempel, producerar bara en liten röd prick eftersom dess uteffekt är för svag för att generera en synlig plym under normala luftförhållanden.
2022 fångades en serie gröna laserblixtar på video över Atlanten. Källan visade sig vara en NASA-satellit designad för att kartlägga inlandsisar och landtopografi. Strålarna var synliga endast när moln spred ljuset, vilket fick lasrarna att framstå som flyktiga gröna strimmor på himlen. Denna incident illustrerar att laserstrålar kräver atmosfäriska partiklar för att bli synliga; annars förblir ljuset osynligt för blotta ögat.
Bortom jordens atmosfär - ungefär 400 miles över ytan - är rymden ett nästan perfekt vakuum. Det interplanetära mediet innehåller ungefär en atom per kubikmeter, en densitet som är otillräcklig för att sprida eller bryta laserfotoner till en synlig stråle. Följaktligen är Star Treks ikoniska fasare eller den massiva laserduellen i Moonraker skulle framstå som osynlig om den placeras i det öppna tomrummet.
Det finns dock speciella miljöer där en laser kan bli märkbar. I områden som är täta av damm eller plasma kan spridda fotoner skapa ett svagt sken, men sådana förhållanden är sällsynta i rymdens storhet.
År 2021 visade forskare vid universitetet i Bonn en metod för att göra laserstrålar synliga även i vakuum. Publicerad i Physical Review Applied , använder tekniken konstruerade spridare för att producera en detekterbar signal, ett genombrott som kan förbättra laserinriktningen för kvantberäkning. Även om detta inte översätts till den filmiska "laserdansen" som ses i filmer, markerar det ett betydande framsteg i vår förståelse av ljusutbredning i miljöer med låg densitet.
Kort sagt, Hollywoods skildring av laserstrålar i rymden är en visuell överdrift. Laserutstrålningens fysik, i kombination med det interstellära rymdens nästan vakuum, innebär att de ikoniska strålarna vi ser på skärmen skulle vara osynliga för observatörer bortom jordens atmosfär.
