Ne mund ta përdorim pothuajse çdo pjesë të spektrit elektromagnetik për të bërë laser – nga mikrovalët valëgjata e deri në shpërthimet e rrezeve X shumë të fuqishme. Të vetmet me të cilat kemi pasur probleme kanë qenë gjatësitë ultra të shkurtra valore që e përbëjnë pjesën e spektrit të rrezes gama. Tani, kjo mund të ndryshojë.

Një model i ri matematikor i krijuar nga fizikani i Universitetit California Riverside, Allen Mills, tregon sesi mund të funksionojë laseri me rreze gama, duke e përdorur pozitroniumin: grimca të ngjashme me hidrogjenin që përbëhen nga një elektron dhe partneri i tij antimater i ngarkuar pozitivisht, pozitroni.

Me paketimin e partneriteteve jetëshkurtër në helium dhe uljen e temperaturës, thjesht mund të jetë e mundur që të shkrepen rrezet gama që rezultojnë nga përplasja materie-antimaterie në radhët e rregullta të një rreze laserike, shkruan Koha Ditore.

“Llogaritjet e mia tregojnë se një flluskë në heliumin e lëngshëm, i cili i përmban një milion atome pozitroniumi do të kishte densitet gjashtë herë më shumë se ajri i zakonshëm dhe do të ekzistonte si një kondensat Bose-Einstein-antimaterik i lëndës”, thotë Mills.

Nëse këto shifra mund të shndërrohen në një demonstrim praktik, Mills mund të ketë zgjidhur atë që dikur përshkruhej si një nga sfidat më të mëdha në fizikën moderne. Por për të kuptuar se pse kjo është një sfidë kaq e madhe, duhet të kuptojmë në radhë të parë se çfarë është kaq e veçantë me laserët.

Fjala “laser” është në fakt shkurtesë për Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (prandaj edhe nuk bën të përdoret shqip lazer). Në dritën e zakonshme të dukshme, gjatësitë e tij valore janë gjithandej, dhe ato nuk priren të përputhen.

Por rrezja laserike krijohet duke i stimuluar elektronet në një material të veçantë për t’i emetuar gjatësitë e njëjta valore të dritës dhe duke u dhënë atyre një shtytje energjie, e cila i rreshton të gjitha, në mënyrë që kreshtat dhe valët e tyre të përputhen në mënyrë perfekte – kjo quhet koherencë.

Kjo koherencë është ajo që i mban valët e dritës larg ndërhyrjes me njëra-tjetrën dhe derdhja jashtë linjës, kështu që përfundoni me një rreze të dritës së përqendruar të cilën lehtë mund ta shkrepni nëpër dhomë (ndoshta për ta argëtuar macen tuaj).

Ne kemi qenë në gjendje ta bëjmë këtë proces me gjatësi relativisht të gjata valore të dritës që nga vitet 1960. Deri në vitet 1970, inxhinierët po krijonin laser me dritë ultravjollcë, deri në një gjatësi të vogël prej 110 nanometrash.

Dhe pastaj e arritëm kufirin.

Gjetja e materialeve të duhura për gjenerimin dhe shfrytëzimin e gjatësive valore gjithnjë e më të shkurtëra ka qenë mjaft e vështirë. Por valët më të vogla nënkuptojnë një periudhë më të ngushtë të eksitimit për elektronet që gjenerojnë dritë, një problem ky që kërkon një sasi në rritje të energjisë për t’u furnizuar në procesin e amplifikimit të laserit gjatë përhapjes së spektrit të dritës.

Për këto arsye, kërkimi për laser të bazuar në gjatësi valore gjithnjë e më të vogla ka qenë i ngadaltë, përcjell Koha Ditore. Laserët me rreze X u bënë realitet vetëm në mesin e viteve 1980, në fillim të përfolura si pjesë e programit strategjik amerikan të mbrojtjes “Star Wars” para se të konfirmoheshin përfundimisht në eksperimentet e mëvonshme.

Shumica e përpjekjeve për zhvillimin e laserit me rreze gama janë përqendruar në ftohjen e atomeve që gjenerojnë dritë drejt zeros absolute, në të cilën pikë ato të gjitha i adoptojnë të njëjtat nënshkrime kuantike dhe veprojnë si një super grimcë e vetme.

Pjesa më e zgjuar e qasjes së Mills është përzierja e grimcave të pozitroniumit dritë-emetuese me helium, i cili e zmbraps çiftin ekzotik elektron-pozitron dhe i shtyn së bashku për ta formuar një grup të dendur, të qëndrueshëm i cili bëhet baza e një kondensate.

Në letër, gjithçka duket se përputhet. Hapi tjetër është që Mills të kryejë eksperimente në Positron Laboratory në UC Riverside në përpjekje për të gjeneruar sasi të mjaftueshme të kësaj forme ekzotike të materies.

“Rezultatet e afërta të eksperimenteve tona mund të jenë vëzhgimi i tunelizimit të pozitroniumit përmes një flete grafeni – gjë që është e papërshkueshme për të gjitha atomet e zakonshme të materies, përfshirë heliumin”, si dhe formimi i një rreze laseri të atomit të pozitroniumit me aplikime të mundshme kompjuterike”, thotë Mills.

Në ligjëratën e tij për çmimin “Nobel” në vitin 2003, fizikani teorik Vitaly Ginzburg e propozoi laserin me rreze gama si një nga top 30 problemet e tij të fizikës.

Ky është një problem që ia vlen të zgjidhet. Në teori, laseri me rreze gama do të na jepte një zgjidhje të paparë në format e reja të teknologjisë së skanimit, lloje të reja të sistemit shtytës, dhe ndoshta… nëse do ta kishim një laser mjaft të madh… një mënyrë për ta gjeneruar vrimën e zezë në oborrin e shtëpisë. Vetëm imagjinojeni! Ky hulumtim u publikua në “Physical Review A”.