En kärnlaser är en anordning som föreslagits av fysiker 2011 baserad på stimulering av atomkärnor för att producera ljus, istället för elektroner som andra typer av lasrar. Det kan möjliggöra extremt noggranna tester av fysikens lagar och naturens egenskaper, utan att sända ut gammastrålar. Lasern kommer att avge ljus genom att excitera tillräckligt med kärnor i ett prov; tillståndsförändringen som skapas antingen av ett starkt magnetfält eller en kraftfull och tät gradient i det elektriska fältet i enheten. Genom att använda en kärnlaser arbetar forskare med att utveckla ett nytt sätt att analysera frekvenser eller göra en exakt kärnklocka.
För att en kärnlaser ska fungera måste atomkärnorna förbli i ett upphetsat tillstånd under en lång tid. Ett ämne som heter torium har de egenskaper som är tillräckliga för att uppnå detta. Ett elektriskt eller magnetiskt fält kan interagera med en förening gjord av litium-kalcium-aluminium-fluorid. Torium skulle tillsättas till föreningen i stället för några av kalciumatomerna. Det elektriska eller magnetiska fältet skulle användas för att ändra tillståndet hos atomkärnorna i en process som kallas en befolkningsinversion.
Kärnteknik har använts för att utveckla funktionella planer för hur en kärnvapenlaser skulle fungera. I en kärnpumpad laser omvandlas energin som lagras i atomkärnor till laserstrålen. Specifika våglängder av ljus kan också produceras genom generering av plasma baserat på principerna för kärnklyvning. Exciterade kärnor delas för att producera energi i lasermekanismen, principen bakom att skapa ljuset för laserstrålen. Ett optiskt system med speglar modifierar ljuset ytterligare så att det koncentreras i strålen, vilket gör att enheten kan användas i vetenskapliga tillämpningar.
Lasrar har använts sedan 1960-talet. De vanliga typerna av gaslaser använder gaser som helium-neon, koldioxid eller argon och kombinerar dem med elektricitet för att generera ljus. Andra lasrar kombinerar gas med kemikalier, men en kärnlaser skulle teoretiskt sett använda energi från en atoms kärna för att skapa ljus. Ett problem är att få en kärna att få en annan att bli aktiv, så fotonerna som interagerar med dem måste fokuseras på en lämplig frekvens. För att skapa ny teknik måste fysiker studera olika atomprinciper, inklusive lagar som beskriver hur atomära partiklar interagerar på olika sätt, och tillämpa de lämpliga på deras design.