加州大學(xué)河濱物理學(xué)家艾倫·米爾斯(Allen Mills)設(shè)計的新數(shù)學(xué)模型顯示了使用正電子的伽馬射線激光器如何工作：正電子是由氫及其帶正電的反物質(zhì)伴侶正電子組成的類氫粒子。

通過將短暫的伙伴關(guān)系包裝在氦氣中并降低溫度，可能有可能將物質(zhì)反物質(zhì)碰撞產(chǎn)生的伽馬射線馴服到有序的激光束中。

米爾斯說：“我的計算表明，含有百萬個million原子的液態(tài)氦中的氣泡密度密度是普通空氣的六倍，并且會以反物質(zhì)形式的玻色-愛因斯坦冷凝物存在?！?/span>

如果可以將這些數(shù)字轉(zhuǎn)化為實際演示，則米爾斯可能已經(jīng)解決了曾經(jīng)被描述為現(xiàn)代物理學(xué)中最大挑戰(zhàn)之一的問題。但是要了解為什么這是一個巨大的挑戰(zhàn)，我們首先需要了解激光器的特殊之處。

“激光”一詞實際上是首字母縮寫詞，代表受輻射激發(fā)的光放大。在普通的可見光中，其波長遍布整個地方，并且它們往往不匹配。

但是，通過刺激特定材料中的電子以發(fā)出完全相同的光波長并給它們提供能量增強來產(chǎn)生激光束，從而使它們?nèi)颗懦梢恍?，以便其波峰和波完美匹?這稱為相干性。

這種連貫性可以防止光波相互干擾和溢出，因此您最終會收到一束聚光燈，可以輕松地照亮整個房間(可能是為了逗貓)。

自1960年代以來，我們已經(jīng)能夠用相對長的光波長來完成這個過程。到1970年代，工程師們開始用紫外光制造激光，激光的長度可降至110納米。

然后我們碰壁。

尋找合適的材料來產(chǎn)生和利用越來越短的波長已經(jīng)非常困難。但是，較小的波意味著產(chǎn)生光的電子的激發(fā)周期更短，這兩個問題都需要在散布光譜的同時向激光器的放大過程提供更多的功率。

由于這些原因，基于越來越小的波長的激光器的推銷進展緩慢。X射線激光僅成為80年代中期成為現(xiàn)實，起初傳聞成為美國的一部分“星球大戰(zhàn)”戰(zhàn)略防御計劃終于之前被證實在以后的實驗。

大多數(shù)研發(fā)伽馬射線激光器的嘗試都集中在將產(chǎn)生光的原子冷卻到接近絕對零的位置，此時它們都具有相同的量子特征并且像單個超粒子一樣起作用。

Mills方法的巧妙之處在于將發(fā)光的正電子粒子與氦氣混合，從而排斥異乎尋常的電子-正電子對并將其推到一起以形成致密，穩(wěn)定的簇，從而成為冷凝物的基礎(chǔ)。

在紙上，所有這些似乎加起來了。下一步是Mills在UC Riverside的Positron實驗室進行實驗，以產(chǎn)生足夠數(shù)量的這種奇特形式的物質(zhì)。

“我們的實驗中的近期結(jié)果可能是正電子素隧穿通過石墨烯片的觀察-這是不透所有普通物質(zhì)原子，包括氦-以及與可能的一個正電子素原子激光束的形成量子計算應(yīng)用，”說米爾斯。

理論物理學(xué)家維塔利·金茨堡(Vitaly Ginzburg)在其2003年諾貝爾獎演講中提出，伽馬射線激光是他當(dāng)時的前30個物理問題之一。

這是一個值得破解的問題。從理論上講，伽馬射線激光將以新穎的成像技術(shù)，新型的推進系統(tǒng)為我們提供空前的分辨率，也許……如果您有足夠大的力量……可以生成自己的后院黑洞。