Физика

К созданию гамма-лазера приблизились еще на один шаг

Satishkumar Kulkarni/DESY/Pixnio/Indicator.Ru

Американский физик провел расчеты, показывающие, что полые сферические пузырьки, заполненные газом из позитрония, устойчивы в жидком гелии. Это на шаг приближает нас к созданию гамма-лазеров, которые найдут применения в медицинской визуализации, двигательных установках космических аппаратов и лечении рака. Статья об этом опубликована в журнале Physical Review A.

Чрезвычайно короткоживущий и лишь на короткое время стабильный позитроний представляет собой водородоподобный атом и смесь материи и антиматерии — связанные электрон и позитрон. Чтобы создать гамма-лазерный луч, позитроний должен находиться в состоянии, называемом конденсатом Бозе— Эйнштейна. Это совокупность атомов позитрония в том же квантовом состоянии, что и другие взаимодействия и гамма-излучение. Такой конденсат является ключевой составляющей гамма-лазера.

Когда электрон встречается с позитроном, одним из результатов их взаимодействия может стать аннигиляция, сопровождающаяся образованием мощного гамма-излучения. Вторым результатом является образование позитрония.

Расчеты, проведенные профессором департамента физики и астрономии Калифорнийского университета в Риверсайде Алленом Миллзом в новой работе, показывают, что «пузырек» из атомов позитрония, находящийся в жидком гелии, будет иметь плотность в шесть раз больше воздуха и представлять собой подобие конденсата Бозе — Эйнштейна.

Оказалось, что гелий имеет отрицательное сродство к позитронию; пузырьки образуются в жидком гелии, потому что он отталкивает атомы позитрония. Теперь ученый намерен проверить свои расчеты, исследовав возможность образования пузырьков из позитрония в жидком гелии.

«Ближайшими результатами экспериментов могут быть наблюдение туннелирования позитрония через лист графена, который непроницаем для всех атомов обычной материи, включая гелий, а также формирование лазерного луча из позитрониев. Последнее может стать основой квантовых вычислений», — считает Миллз.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.