Создан революционный концепт гамма-лазера

Физик Ален Миллс предложил схему удивительной системы, стабилизирующей редкий газ позитроний и позволяющий использовать его как источник постоянного гамма-излучения.
Создан революционный концепт гамма-лазера

Гамма-лазеры – давняя мечта физиков во всем мире, но лишь недавно исследователю из Калифорнии повезло приблизиться к созданию подобного аппарата. Его система основана на использовании пузырьков позитрония в специальном жидком гелии. Позитроний – летучее соединение, атомы которого существуют весьма непродолжительный период времени. Со стороны он напоминает водород, однако в его структуре присутствует позитрон – античастица, своего рода противоположность электрона.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Впервые этот концепт был предложен еще в 1957 году, как уверяет автор нового исследования. Он ссылается на работу физика Ричарда А. Феррелла о «сокращенном отрыве», который позитроний испытывает при формировании пузырьков внутри жидкого гелия. Гелий естественным образом отталкивает от себя это вещество, создавая барьер между пузырьком и внешней средой. Таким образом, соединение остается стабильным намного дольше – ключевой фактор для создания лазера.

Новая же работа качественно развивает идею Фаррелла. Физик Ален Миллс подсчитал, что позитроний не просто живет «чуть дольше» в среде из жидкого гелия – на самом деле он становится совершенно стабилен. В стабильной форме это вещество может образовывать то, что доктор Миллс называет конденсатом Бозе-Эйнштейна. Природа позитрония подталкивает его к переходу в квантовое состояние, но атомы позитрония по-прежнему соединяются друг с другом в одном и том же объеме.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В результате, взаимодействия внутри пузырьков позитрония в бозе-эйнштейновской конденсатной форме провоцируют гамма-излучение. Это самая энергичная форма светового излучения, способная проникать сквозь камень и бетон, а также опережать скорость света. Секрет заключается в крошечной (по сравнению с другим светом) длине волны. В гамма-хирургии используются гамма-лучи, созданные с помощью изотопа кобальта, который считается радиоактивным. Гамма-лучи кобальта также являются частью того, что мы обычно называем «радиационным» лечением рака, потому что гамма-лучи достаточно энергичны, чтобы пройти сквозь защитные барьеры и попасть в клетки организма.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Эти и другие применения гамма-лучей в современной науке и промышленности крайне эффективны. Гипотетический гамма-лазер должен быть мощнее и стабильнее существующих аналогов. Но именно Миллсу повезло составить теорию, на основании которой можно построить экспериментальную модель стабильного лазера. Ученый уверен, что гелий должен находиться не просто в жидком, но в сверхтекучем состоянии. Подобно сверхпроводнику, такой гелий не имеет ни вязкости, ни собственного коэффициента трения.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Увенчается ли эксперимент успехом? Покажет лишь время. Стоит отметить, что команды по всему миру вот уже несколько десятилетий работают над решением проблем, препятствующих созданию гамма-лазеров. Работающий прототип подобного устройства многие ученые счеитают несбыточной мечтой. Любое потенциальное решение должно сочетать чрезвычайно высокий уровень знаний по различным дисциплинам и передовым инструментам, от проблемы переохлаждения до антиматерии. После разработки гипотезы, подобной предложению Миллса, ученые должны найти способ экспериментального тестирования этой идеи, что само по себе невероятно сложно из-за экстремальных условий и деликатных материалов.

Victor M
Victor M 12 Января 2020, 16:17
Лазер отличается от любого другого источника света тем, что фотоны в его луче - когерентны и сонаправлены. Если когерентность гамма-квантов практически недостижима (об этом даже не говорится), то сонаправленность для любого устройства, называемого лазером, должны быть обязательно. В описываемом случае, само применение позитрония исключает получение сонаправленного пучка фотонов. Позитроний представляет собой подобие атома, структуру, в которой электрон и позитрон "вращаются" вокруг общего центра под действием кулоновских сил (т. к. их заряды противоположны, а массы равны). Ввиду неопределенности движения частиц внутри этой структуры, и невозможности управлять этим движением (т. к. извне позитроний электрически нейтрален), то и предсказать направление частиц при столкновении, а также направление образующих ся фотонов (гамма-квантов) невозможно. Поэтому создание гамма-лазера на позитронии точно не получится - надо использовать другие (управляемые) процессы генерации гамма-излучения. Что касается стабильности позитрония в среде жидкого гелия - это лишь предположение "физика", не обоснованное опытами. А вот обосновать нестабильность можно легко, опираясь на известное свойство - дуализм частиц.Дело в том, что в реальном атоме электрон представляет собой волну с длиной, сопоставимой с размерами атома. И вращается он вокруг ядра, которое значительно меньше его по размерам, но взаимодействует с ним только электрическим полем. В структуре позитрония - и электрон и позитрон имеют одинаковую длину волны, сопоставимую с размерами позитрония, поэтому быстро перекрываются (пересекаются) в объеме "атома" и вступают между собой в реакцию аннигиляции - независимо от внешних условий. Теоретически, стабильность группы позитронов можно организовать без позитрония, и не в жидком гелии, а в стабильной кристаллической структуре - в полупроводнике с "дырчатой" проводимостью или в сверхпроводниках. Но это уже просто мое предположение :-)
SergA
SergA 14 Декабря 2019, 00:49
Спасибо Василию за бесплатную экскурсию в дурдом. :)
SergA
SergA 14 Декабря 2019, 00:47
«Подобно сверхпроводнику, такой гелий не имеет ни вязкости, ни собственного коэффициента трения.» Вася сегодня в ударе. Дайте ему селедки, пока не перегрелся.
SergA
SergA 14 Декабря 2019, 00:45
«В гамма-хирургии используются гамма-лучи, созданные с помощью изотопа кобальта, который считается радиоактивным» На это есть серьезные основания, но Василий неверующий склонен во всем сомневаться... :)
SergA
SergA 14 Декабря 2019, 00:42
«то, что доктор Миллс называет конденсатом Бозе-Эйнштейна» Доктор Миллс называет конденсатом Бозе-Эйнштейна нечто особенное и доселе неизвестное?
SergA
SergA 14 Декабря 2019, 00:39
«в специальном жидком гелии» Интересно, чем специальный отличается от обычного? Более жидкий или более гелий? :)
SergA
SergA 14 Декабря 2019, 00:37
“Позитроний — летучее соединение, атомы которого существуют весьма непродолжительный период времени. Со стороны он напоминает водород...” Вот какие странные ассоциации возникают в воспалённом мозгу , не отягощенном знаниями... :)
Роман Бесфамильный
Роман Бесфамильный 13 Декабря 2019, 21:08
"садись, два!" Гамма-кванты являются таким же светом, как и радиоволны. А то, что имеется в виду, называется _видимым_ светом
SergA
SergA 15 Декабря 2019, 00:56
Зря не стыдно. Во-первых, выражение «форма [излучения...], способная опережать скорость...» - бредовое по своей сути. Во вторых, «Когда говорят просто о скорости света, обычно подразумевается именно скорость света в вакууме; если же говорят о скорости света в среде, это, как правило, оговаривается явно» Таким образом, в общепринятой терминологии скорость гамма-излучения никогда не может быть выше [просто] скорости света.
Igoo
Igoo 13 Декабря 2019, 17:31
...не стыдно. А вам? --- скорость гамма-кванта в среде выше скорости любого другого электромагнитного излучения, в том числе и света.
Андрей Великоредчанин
Андрей Великоредчанин 13 Декабря 2019, 14:59
"а также опережать скорость света" Вам не стыдно?