Gibt es natürlich vorkommende Laser?

Ja, das gibt es. Alles, was Sie wirklich brauchen, ist, dass Energie in ein System injiziert wird und dass die Teilchen für relativ lange Zeiträume in einem angeregten Zustand verweilen. Zum Beispiel, wenn Sie Staaten haben$A$,$B$, und$C$Um die Energie zu erhöhen, könnte natürliches Pumpen gut funktionieren$A \to C$und schlecht für$B \to C$. Vermuten$C \to B$erfolgt schnell durch spontane Emission, aber$B \to A$es dauert lange. Sie werden mit viel Staat enden$B$herumliegen, reif für stimulierte Emission.

Insbesondere sehen wir Maser in allen möglichen Umgebungen im Weltraum, einschließlich um aktive galaktische Kerne, die von supermassiven Schwarzen Löchern angetrieben werden, und in Sternentstehungsregionen. Diese neigen dazu, Mikrowellenübergänge zwischen Rotations-/Vibrationszuständen in kleinen Molekülen zu sein. Astrophysikalische Quellen sind gute Orte, um nach natürlichen Populationsinversionen zu suchen, wie durch diesen zweiten Link gut erklärt wird:

Bei niedrigen Dichten wird es leichter erreicht, aus dem thermischen Gleichgewicht herauszukommen, da das thermische Gleichgewicht durch Kollisionen aufrechterhalten wird, was bedeutet, dass eine Besetzungsinversion auftreten kann. Lange Weglängen bieten Photonen, die durch das Medium wandern, viele Gelegenheiten, die Emission zu stimulieren und eine Verstärkung einer Hintergrundstrahlungsquelle zu erzeugen.