Laser de raios gama mais próximo da realidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/02/2020

O professor Allen Mills fez a demonstração teórica, mas já está trabalhando nos experimentos para demonstrar o laser de raios gama.
[Imagem: I. Pittalwala/UC Riverside]

Laser de matéria e antimatéria

Um físico da Universidade da Califórnia em Riverside, nos EUA, demonstrou que bolhas esféricas de um gás de átomos de positrônio são estáveis no hélio líquido.

Com vida extremamente curta e apenas brevemente estável, o positrônio é um átomo semelhante ao hidrogênio, só que resultante da união de um elétron (matéria) e um pósitron (antimatéria) - especificamente, estados ligados de elétrons e suas antipartículas, chamadas pósitrons.

Como tudo pode ser construído com a tecnologia atual, a demonstração representa um caminho para a concretização de um laser de raios gama, que pode ter aplicações em propulsão de naves espaciais, computação quântica, imagens médicas e tratamentos de câncer.

A descoberta do professor Allen Mills viabiliza o caminho mais promissor para essa tecnologia futurística, baseada na construção de um laser de raios gama pela aniquilação de matéria e antimatéria.

Laser de positrônio

A expectativa é que os raios gama nos levem além dos limites da luz.
[Imagem: Arkady Gonoskov]

Para criar um feixe de laser de raios gama, o positrônio precisa estar em um estado chamado condensado de Bose-Einstein, uma coleção de átomos no mesmo estado quântico, permitindo interações suficientes para a emissão de radiação gama.

"Meus cálculos mostram que uma bolha contendo um milhão de átomos de positrônio, [mergulhada] em hélio líquido, teria uma densidade numérica seis vezes maior que a do ar comum e existiria como um condensado de matéria-antimatéria Bose-Einstein," disse o professor Allen Mills.

O hélio, o segundo elemento mais abundante do Universo, existe na forma líquida apenas a temperaturas extremamente baixas. O professor Mills explicou que o hélio tem uma afinidade negativa pelo positrônio - bolhas se formam no hélio líquido porque o hélio repele o positrônio.

Indo além dos cálculos, Mills afirmou que já está trabalhando na configuração de um feixe de antimatéria, em uma tentativa de produzir as exóticas bolhas no hélio líquido.

"Os resultados [esperados] a curto prazo de nossos experimentos podem ser a observação de tunelamento do positrônio através de uma folha de grafeno, que é impermeável a todos os átomos de matéria comuns, incluindo o hélio, bem como a formação de um feixe de laser de átomos de positrônio, com possíveis aplicações em computação quântica," disse Mills.

Bibliografia:

Artigo: Positronium Bose-Einstein condensation in liquid 4He bubbles
Autores: Allen P. Mills Jr
Revista: Physical Review A
Vol.: 100, 063615

DOI: 10.1103/PhysRevA.100.063615                                                                                                                  CP2