（文章來(lái)源：量子認(rèn)知）

伽瑪射線（或γ射線）是原子衰變裂解時(shí)放出的射線之一。其電磁波波長(zhǎng)在0.01納米以下，穿透力很強(qiáng)，又?jǐn)y帶高能量，是繼α射線、β射線后發(fā)現(xiàn)的第三種原子核射線。和X射線特性相似但具有比X射線還要強(qiáng)的穿透能力。伽瑪射線可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像，航天器推進(jìn)和癌癥治療等。

伽馬射線激光（gamma-ray laser）是一種會(huì)產(chǎn)生相干伽馬射線的設(shè)施，就像普通激光器會(huì)產(chǎn)生可見(jiàn)光的相干射線一樣。

加州大學(xué)河濱分校的物理學(xué)家艾倫·米爾斯（Allen Mills）通過(guò)研究與計(jì)算結(jié)果表明，充滿正電子素原子氣體的空心球形氣泡在液氦中是穩(wěn)定的。這一計(jì)算結(jié)果使科學(xué)家們更進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)了伽馬射線激光，米爾斯的計(jì)算表明，含有100萬(wàn)個(gè)原子的液態(tài)氦中的氣泡，其密度將是普通空氣的6倍，并且會(huì)以物質(zhì)-反物質(zhì)的玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)的形式存在?！彼@一研究成果剛發(fā)表在《物理評(píng)論A》上。

正電子素（Positronium）是一個(gè)電子與一個(gè)正電子組成的亞穩(wěn)定的束縛態(tài)，化學(xué)符號(hào)是Ps。最早由麻省理工學(xué)院物理學(xué)家Martin Deutsch在1951年發(fā)現(xiàn)。

正電子素是極短壽命且僅短暫穩(wěn)定的類氫原子，是物質(zhì)-反物質(zhì)混合物，是電子及其反粒子的結(jié)合態(tài)。為了產(chǎn)生伽馬射線激光束，正電子素需要處于一種稱為玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)的狀態(tài)，即處于相同量子態(tài)的正電子原子的集合，從而允許更多的相互作用和伽馬射線。這種凝聚態(tài)是伽馬射線激光的關(guān)鍵成分。

氦是宇宙中含量第二高的元素，僅在極低的溫度下才以液態(tài)形式存在。 氦氣對(duì)正電子具有負(fù)親和力。氦氣排斥氦氣，在液態(tài)氦氣中形成氣泡。 1957年首次報(bào)道了正電子素在液氦中的長(zhǎng)壽命。

當(dāng)電子遇到正電子素時(shí)，它們一個(gè)結(jié)果是可能相互湮滅產(chǎn)生強(qiáng)大而高能的電磁輻射，即伽馬輻射。第二個(gè)結(jié)果是正電子素的形成。湮滅（英語(yǔ)：annihilation）是指當(dāng)物質(zhì)和它的反物質(zhì)相遇時(shí)，會(huì)發(fā)生完全的物質(zhì)-能量轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)為能量（如以光子的形式）的過(guò)程，又稱互毀、相消、對(duì)滅。

米爾斯說(shuō)實(shí)驗(yàn)室正在配置反物質(zhì)束，以期在這個(gè)計(jì)算中預(yù)測(cè)會(huì)在液氦中產(chǎn)生奇特的氣泡。這樣的氣泡可作為正電子素玻色-愛(ài)因斯坦冷凝物的來(lái)源。

米爾斯表示：“我們實(shí)驗(yàn)的近期結(jié)果可能是觀察到穿過(guò)石墨烯片的正電子素隧穿，這對(duì)包括氦在內(nèi)的所有普通物質(zhì)原子都是不可滲透的，并且在可能的量子計(jì)算應(yīng)用中會(huì)形成正電子素原子激光束?！薄?/p>

伽瑪射線激光是一個(gè)雄心勃勃的項(xiàng)目，充滿了實(shí)驗(yàn)困難，需要開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。使用高能粒子束，可以通過(guò)稱為成對(duì)產(chǎn)生的方法產(chǎn)生反物質(zhì)。然而，這通常涉及昂貴且大型的設(shè)施，例如電子直線加速器，目前在世界上這種操作很少（也許只有三個(gè)）。維塔利·金茨堡（Vitaly Ginzburg）在2003年的諾貝爾獎(jiǎng)演講中，將伽馬射線激光列為物理學(xué)中最重要的問(wèn)題之一。

（責(zé)任編輯：fqj）