伽马射线激光离现实又近了一步

时间:2019-12-19 00:32 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

伽马射线激光离现实又近了一步

加州大学河滨分校的一位物理学家进行的计算表明,充满正电子原子的空心球形气泡在液氦中是稳定的。

这些计算使科学家们离实现伽玛射线激光器又近了一步。伽玛射线激光器可能应用于医学成像、航天器推进和癌症治疗。

正电子是一种类似氢的原子,是物质和反物质的混合物——具体地说,是电子及其反粒子的束缚态,即正电子。要制造出伽马射线激光束,正电子需要处于一种被称为玻色-爱因斯坦凝聚的状态,即一组处于相同量子态的正电子原子,允许更多的相互作用和伽马辐射。这种凝聚态是伽马射线激光器的关键成分。

“我的计算表明,泡沫液氦包含一百万个原子的电子偶素会数密度的六倍普通空气和作为一个物质反物质存在玻色-爱因斯坦凝聚态,”艾伦·米尔斯说,物理学和天文学教授,该研究的唯一作者,今天在物理评论出现。

氦是宇宙中第二丰富的元素,它只在极低的温度下以液态形式存在。米尔斯解释说,氦对正电子有负亲和力;气泡在液氦中形成是因为氦排斥正电子。正电子在液氦中的长寿命首次被报道是在1957年。

当一个电子遇到一个正电子时,它们的相互湮灭可能是一种结果,伴随而来的是一种被称为伽玛辐射的强而有力的电磁辐射。第二种结果是形成电子偶素。

米尔斯是加州大学河滨分校正电子实验室的主任,他说,实验室正在配置反物质束,以寻求产生米尔斯的计算预测的液氦中的奇异气泡。这样的气泡可以作为波色-爱因斯坦正电子凝聚的来源。

米尔斯说:“我们实验的近期结果可能是观察到正电子在石墨烯片上的隧穿,而石墨烯片对包括氦在内的所有普通物质原子都是不透光的,以及正电子原子激光束的形成,这可能在量子计算中得到应用。”

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