El sueño del láser de rayos gamma, cada vez más cerca

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Un físico ha realizado cálculos que podrían llevar a los científicos un paso más cerca de realizar el tan buscado láser de rayos gamma, el cual podría tener aplicaciones en imágenes médicas, propulsión de naves espaciales y hasta el tratamiento del cáncer. La clave está en el positronio.

De extremadamente corta duración y brevemente estable, el positronio es un átomo similar al hidrógeno y una mezcla de materia y antimateria, específicamente, estados unidos de electrones y sus antipartículas llamadas positrones. Para crear un rayo láser de rayos gamma, el positronio debe estar en un estado llamado condensado de Bose-Einstein, una colección de átomos de positronio en el mismo estado cuántico, lo que permite más interacciones y de paso, radiación gamma. Tal condensado es el ingrediente clave de un láser de rayos gamma.

«Mis cálculos muestran que una burbuja de helio líquido que contiene un millón de átomos de positronio tendría una densidad numérica seis veces mayor que la del aire ordinario y existiría como un condensado de materia y antimateria Bose-Einstein», dijo Allen Mills, profesor del Departamento. de Física y Astronomía de la Universidad de Calfornia, Riverside y único autor del estudio que apareció en Physical Review A.

El helio, el segundo elemento más abundante en el universo, existe en forma líquida solo a temperaturas extremadamente bajas. Mills explicó que el helio tiene una afinidad negativa por el positronio; se forman burbujas en helio líquido porque el helio repele el positronio. La larga vida útil del positronio en helio líquido se informó por primera vez en 1957.

Cuando un electrón se encuentra con un positrón, su aniquilación mutua podría ser un resultado, acompañado de la producción de un tipo poderoso y enérgico de radiación electromagnética llamada radiación gamma. Un segundo resultado es la formación de positronio.

Mills, quien también dirige el Laboratorio Positron de la misma universidad, dijo que el laboratorio está configurando un haz de antimateria en búsqueda de producir las burbujas exóticas en helio líquido que predicen los cálculos de Mills. Dichas burbujas podrían servir como fuente de condensados ​​de positronio Bose-Einstein.

«Los resultados a corto plazo de nuestros experimentos podrían ser la observación del túnel de positronio a través de una lámina de grafeno, que es impermeable a todos los átomos de materia ordinaria, incluido el helio, así como la formación de un haz láser de átomos de positronio con posibles aplicaciones de computación cuántica», dijo Mills. dijo.

En su conferencia del Premio Nobel de 2003, el físico teórico Vitaly Ginzburg propuso el láser de rayos gamma como uno de sus 30 problemas de física más importantes.

Y es que es un problema que vale la pena resolver. En teoría, un láser de rayos gamma nos daría una resolución sin precedentes en nuevas formas de tecnología de imágenes, nuevos tipos de sistemas de propulsión y tal vez … si tuvieras uno lo suficientemente grande … una forma de generar tu propio agujero negro en tu patio trasero.

Fuente: Science Alert.

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