Ανοιγώντας το Μέλλον με Λέιζερ Γάμμα-Ακτίνων

Μπορεί να υπάρχουν περισσότερα σύμπαντα εκεί έξω, πανομοιότυπα ή διαφορετικά από το δικό μας; Λοιπόν, δεν το ξέρουμε ακόμα.  

Ενώ μια εξέχουσα έννοια στο MCU, η θεωρία του πολυσύμπαντος του Στίβεν Χόκινγκ, η οποία είναι ένα υποθετικό σύνολο όλων των σύμπαντων με δικό τους χώρο, χρόνο, ύλη, ενέργεια και φυσικούς νόμους, παραμένει αδείξατη, υπάρχουσα μόνο στον χώρο των ταινιών και της θεωρητικής φυσικής.

Αυτό που πρέπει να αποδείξουμε είναι η ύπαρξη μιας κβαντικής συσκευής. Απλώς είναι ένα σύστημα που χρησιμοποιεί κβαντικά μηχανικά φαινόμενα για να λειτουργήσει, βασιζόμενο στον έλεγχο και τη διαχείριση κβαντικών αλληλεπιδράσεων για να επιτύχει λειτουργίες που δεν είναι δυνατόν σε κλασικά συστήματα.

Στη φυσική, ένα κβάντο, η ενικός μορφή του «κβαντών», είναι η ελάχιστη ποσότητα οποιασδήποτε φυσικής οντότητας. Για παράδειγμα, το κβάντο του φωτός είναι ένα φωτόνιο.

Τώρα, για να αποκαλύψουμε τα μυστήρια του σύμπαντος, θα χρειαστούμε μια συγκεκριμένη κβαντική συσκευή: ένα λέιζερ γάμμα-ακτίνων.

Αυτή η υποθετική συσκευή θα μπορούσε να παράγει συνεκτικές γάμμα-ακτίνες, όπως ένα συνηθισμένο λέιζερ παράγει συνεκτικές ακτίνες ορατού φωτός. Μια γάμμα-ακτίνα (σύμβολο γ) είναι μια διεισδυτική μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που προέρχεται από υψηλής ενέργειας αλληλεπιδράσεις όπως η ραδιενεργή διάσπαση ατομικών πυρήνων. Εμφανίζεται επίσης σε αστρονομικά γεγονότα όπως η ηλιακή εκλάμψη.

Οι γάμμα-ακτίνες αποτελούνται από τα πιο σύντομα κύματα ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, πιο σύντομα από αυτά των ακτίνων Χ. Έχουν συχνότητες πάνω από 30 εξαχέρτζ και μήκη κύματος μικρότερα από 10 πικομέτρα. Τα φωτόνια γάμμα-ακτίνων έχουν επίσης τη μεγαλύτερη ενέργεια φωτονίου από οποιαδήποτε μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Πριν από λίγα χρόνια, επιστήμονες ανίχνευσαν τις υψηλότερης ενέργειας γάμμα-ακτίνες που έχουν καταγραφεί ποτέ, 20 τεραηλεκτρονβόλτ, που είναι περίπου δέκα τρισεκατομμύρια φορές η ενέργεια του ορατού φωτός, από ένα νεκρό αστέρι που ονομάζεται παλσάριο.

Τον περασμένο χρόνο, εν τω μεταξύ, αστροφυσικοί κατέγραψαν εικόνες γαμμα-ακτινικών εκλάμψεων από το υπερβολικό μαύρο τρύπα M87.

Πηγή Εικόνας: University of California

Στην αρχή του έτους, μια πολυαισθητήρια ανίχνευση μιας έντονης γαμμα-ακτινικής εκκένωσης παρατηρήθηκε κατά τη σύγκρουση δύο ηγετών κεραυνών¹. Ήταν η πρώτη φορά που μια γήινη γαμμα-ακτινική εκκένωση (TGF) παρατηρήθηκε συγχρονισμένα με την εκφόρτιση του κεραυνού.

Παρατηρούμενες σε διάφορα κοσμικά φαινόμενα, οι γάμμα-ακτίνες μελετώνται ενεργά και δημιουργούνται μέσω συγκεκριμένων πειραμάτων.

Πειράματα Λέιζερ Γάμμα-Ακτίνων και Μελέτες Εφικτότητας

Οι γάμμα-ακτίνες είναι μια μορφή υψηλής ενέργειας ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που διεισδύει έντονα και προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα σε διάφορους τομείς. 

Οι πιθανές του εφαρμογές περιλαμβάνουν ιατρική απεικόνιση, προώθηση διαστημοπλοίων, θεραπεία καρκίνου, και διαστρικό ταξίδι. Δεδομένων των τεράστιων δυνατοτήτων του, επιστήμονες παγκοσμίως ερευνούν την κατασκευή ενός λέιζερ γάμμα-ακτίνων, ή «graser», για την παραγωγή συνεκτικών γαμμα-ακτίνων.

Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Rochester έλαβαν ομοσπονδιακή χρηματοδότηση για αυτό, για την οποία μελετούν τη δυνατότητα υλοποίησης συνεκτικών πηγών φωτός.

Στη δεκαετία του 1980, οι Γκέραρ ντ Μουρού και Ντόνα Στρίκλαντ στο Πανεπιστήμιο Rochester εφηύραν την ενίσχυση παλμού με διακύμανση συχνότητας (CPA), μια τεχνική που αυξάνει την κορυφαία ισχύ των λέιζερ και αργότερα κέρδισε το Νόμπελ Φυσικής το 2018. Ωστόσο, η ανάπτυξη λέιζερ που παράγουν γάμμα-ακτίνες δεν έχει ακόμη επιτευχθεί. Για να το αντιμετωπίσουν, ερευνούν τις ιδιότητες συνοχής της ακτινοβολίας που εκλύεται όταν πυκνές δέσμες ηλεκτρονίων συγκρούονται με ένα ισχυρό πεδίο λέιζερ, κάτι που θα τους βοηθήσει να καταλάβουν πώς να παράγουν συνεκτικές γάμμα-ακτίνες.

«Η δυνατότητα δημιουργίας συνεκτικών γαμμα-ακτίνων θα αποτελούσε μια επιστημονική επανάσταση στη δημιουργία νέων τύπων πηγών φωτός, παρόμοια με το πώς η ανακάλυψη και ανάπτυξη των πηγών ορατού φωτός και ακτίνων Χ άλλαξε την θεμελιώδη κατανόησή μας για τον ατομικό κόσμο».

– Ο κύριος ερευνητής, Antonino Di Piazza & καθηγητής φυσικής στο πανεπιστήμιο

Για να μελετήσουν πώς τα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούν με τα λέιζερ για την εκπομπή υψηλής ενέργειας φωτός, οι ερευνητές θα ξεκινήσουν εξετάζοντας πώς ένα ή δύο ηλεκτρόνια εκλύουν φως, προτού διερευνήσουν πιο σύνθετες καταστάσεις με πολλά ηλεκτρόνια για την παραγωγή συνεκτικών γαμμα-ακτίνων.

«Δεν είμαστε οι πρώτοι επιστήμονες που προσπάθησαν να δημιουργήσουν γάμμα-ακτίνες με αυτόν τον τρόπο», είπε ο Di Piazza εκείνη τη στιγμή. «Αλλά το κάνουμε χρησιμοποιώντας μια πλήρως κβαντική θεωρία — την κβαντική ηλεκτροδυναμική — η οποία αποτελεί μια προχωρημένη προσέγγιση για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος».

Μια άλλη προσέγγιση για την ανάπτυξη λέιζερ γάμμα-ακτίνων περιλαμβάνει τη διέγερση πυρηνικών ισομερών.

Ένα ερευνητικό άρθρο² από πριν λίγους μήνες περιέγραψε τη μέθοδο για την διέγερση πυρήνων ορισμένων ισοτόπων σε υψηλότερη ενεργειακή κατάσταση. Χρησιμοποιώντας νετρονική βομβαρδιστική επίθεση, τα ισομερικά πυρήνα διεγείρονται σε μετασταθερές ισομερικές καταστάσεις πριν ενεργοποιηθεί η διεγερμένη εκπομπή γαμμα-ακτίνων για να επιτευχθεί συνοχή από τον πυρήνα.

Η νέα και «μερικώς ασυνήθιστη» μέθοδός τους στοχεύει στην επίλυση του «δυσκολίας του Graser» μετατοπίζοντας το κρυσταλλικό πλέγμα κατά τη διάρκεια του νετρονικού βομβαρδισμού.

«Η τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να δημιουργήσει εξαιρετικά ισχυρά λέιζερ που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των όπλων λέιζερ», σημείωσε ο Yordan Katsarov από το Τμήμα Εξοπλισμού και Τεχνολογιών Αεροπορίας, που αποτελεί μέρος της Ακαδημίας Αεροπορίας Γεώργιου Μπένκοβσκι της Βουλγαρικής.

Τώρα, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Ντένβερ έχουν δημιουργήσει ένα τσιπ που θα μπορούσε κάποια μέρα να ξεκλειδώσει λέιζερ γάμμα-ακτίνων.

Αυτή η επαναστατική κβαντική συσκευή, η οποία είναι αρκετά μικρή ώστε να χωράει στο χέρι σας, μπορεί να δημιουργήσει ακραία ηλεκτρομαγνητικά πεδία που προηγουμένως ήταν δυνατόν μόνο σε τεράστιους επιταχυντές σωματιδίων. Το τσιπ μεγέθους αντίχειρας έχει τη δυνατότητα να αντικαταστήσει τους χιλιόμετρα-μακρινούς επιταχυντές σωματιδίων σε ένα όχι πολύ μακρινό μέλλον και να μας βοηθήσει να αποκαλύψουμε τα βαθιά μυστήρια του σύμπαντος, να δοκιμάσουμε θεωρίες πολυσυμπάντων και να δημιουργήσουμε ισχυρά λέιζερ γάμμα-ακτίνων για την καταστροφή κυττάρων καρκίνου σε ατομικό επίπεδο και να επιτρέψουν άλλες επαναστατικές ιατρικές θεραπείες.

Σύρετε για κύλιση →

Ένα Μικροσκοπικό Τσιπ Φέρνει τα Όνειρα του Λέιζερ Γάμμα-Ακτίνων Πλησιέστερα

Δημοσιεύτηκε στο Advanced Quantum Technologies, ένα περιοδικό που καλύπτει θεωρητική και πειραματική έρευνα στην κβαντική επιστήμη, υλικά και τεχνολογίες, η τελευταία μελέτη³ εμφανίστηκε στο εξώφυλλο του τετραμηνιαίου τεύχους του Ιουνίου.

Όπως σημειώνει η μελέτη, η νανομετρική σύσφιξη της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας είναι δυνατή με τη χρήση πλάσμων.

Ένα πλάσμον είναι ένα κβάντο πλάσματος, το οποίο είναι μια γρήγορη ταλάντωση της πυκνότητας των ηλεκτρονίων σε πλάσματα ή μέταλλα. Αυτά τα κβαντοσωματίδια σχηματίζονται από συλλογικές ταλαντώσεις του αερίου ηλεκτρονίων της ζώνης αγωγιμότητας.

Και «τα ακραία πλάσματα απελευθερώνουν ανεπανάληπτες δυνατότητες, συμπεριλαμβανομένης της πρόσβασης σε πρωτοφανή πεταβολτ ανά μέτρο (PV/m) πεδία», τα οποία είναι εξαιρετικά υψηλές εντάσεις ηλεκτρικού πεδίου, που, όπως σημειώνει η μελέτη, «ανοίγουν νέες, ευρείες δυνατότητες, συμπεριλαμβανομένων αυτών στη φυσική σωματιδίων και τις επιστήμες φωτονίων μέσω νανομετρικής σύσφιξης μεγάλης κλίμακας ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας».

Έτσι, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα αναλυτικό μοντέλο αυτής της κατηγορίας πλάσμων βασισμένο σε ένα κβαντικό κινητικό πλαίσιο.

Αυτή η πρόσφατη πρόοδος πραγματοποιήθηκε στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Ντένβερ με σκοπό να φέρει επανάσταση στην κατανόηση της φυσικής και της χημείας.

«Είναι πολύ συναρπαστικό επειδή αυτή η τεχνολογία θα ανοίξει ολοκαίνουργια πεδία μελέτης και θα έχει άμεση επίδραση στον κόσμο».

– Aakash Sahai, Αναπληρωτής Καθηγητής Ηλεκτρονικής Μηχανικής στο CU Denver

Ο Sahai, μαζί με τον Kalyan Tirumalasetty, φοιτητή στο εργαστήριό του που εργάζεται στην τεχνολογία μαζί του, πλησιάζει περισσότερο στην παροχή στην επιστημονική κοινότητα ενός νέου εργαλείου που θα τους βοηθήσει να μετατρέψουν την επιστημονική φαντασία σε πραγματικότητα.

«Στο παρελθόν, είχαμε τεχνολογικές επαναστάσεις που μας προώθησαν μπροστά, όπως η υποατομική δομή που οδήγησε σε λέιζερ, μικροτσίπ και LED. Αυτή η καινοτομία, η οποία επίσης βασίζεται στην επιστήμη των υλικών, είναι στην ίδια γραμμή», πρόσθεσε ο Sahai, ο οποίος κατέχει διδακτορικό στην πλασματική φυσική από το Duke University και μεταπτυχιακό στην ηλεκτρονική μηχανική από το Stanford University.

Αυτό που έχει επιτευχθεί σε αυτή τη μελέτη είναι ένας τρόπος δημιουργίας ακραίων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στο εργαστήριο που προηγουμένως ήταν αδύνατο.

Αυτά τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία τροφοδοτούν τα πάντα, από τα μικροτσίπ μας μέχρι τους υπερβολικούς επιταχυντές σωματιδίων, που επιταχύνουν και συγκρούουν υποατομικά σωματίδια σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες για να αποκτήσουμε γνώσεις για τη φύση της ύλης, της ενέργειας και του πρώιμου σύμπαντος.

Είναι όταν τα ηλεκτρόνια σε ένα υλικό δονείται και αναπηδά σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες που δημιουργούνται αυτά τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία.

Ωστόσο, η δημιουργία πεδίων αρκετά ισχυρών για την εκτέλεση προχωρημένων πειραμάτων απαιτεί τεράστιες, ακριβές εγκαταστάσεις.

Για παράδειγμα, επιστήμονες που ερευνούν τη σκοτεινή ύλη χρησιμοποιούν μηχανήματα όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Σωματιδίων (LHC) στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικής Έρευνας, CERN, ο οποίος είναι το μεγαλύτερο εργαστήριο φυσικής σωματιδίων στον κόσμο, που βρίσκεται στην Ελβετία. Το LHC είναι ο πιο ισχυρός επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο, με δακτύλιο 16,7 μιλίων (27 χιλιόμετρα) υπεραγωγικών μαγνητών με διάφορες δομές επιτάχυνσης για την ενίσχυση της ενέργειας των σωματιδίων.

Η διεξαγωγή πειραμάτων σε τέτοιο επίπεδο απαιτεί τεράστιους πόρους. Δεν είναι μόνο πολύ ακριβή, αλλά μπορεί επίσης να είναι εξαιρετικά ασταθής.

Για να ξεπεράσει αυτό το πρόβλημα, το εργαστήριο του Sahai κατασκεύασε ένα υλικό βασισμένο σε πυρίτιο (Si), σε σχήμα τσιπ, του μεγέθους του αντίχειρά σας.

Το πυρίτιο είναι ημιαγωγός του οποίου οι ιδιότητες (ηλεκτρική αγωγιμότητα) μπορούν να τροποποιηθούν με την προσθήκη ακαθαρσιών (δονάτωση) και χρησιμοποιείται για την κατασκευή μικροτσίπ που βρίσκονται σε καθημερινές συσκευές όπως τα κινητά τηλέφωνα, καθώς και σε αυτόνομα οχήματα.

Το νέο υλικό σε σχήμα τσιπ μπορεί να διαχειριστεί δέσμες υψηλής ενέργειας σωματιδίων και να ελέγξει τη ροή της ενέργειας. Επιτρέπει επίσης στους επιστήμονες και ερευνητές να έχουν πρόσβαση σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία που παράγονται από τις δονήσεις ή τις ταλαντώσεις του κβαντικού αερίου ηλεκτρονίων. Και όλα αυτά επιτυγχάνονται σε έναν μικρό χώρο.

Η γρήγορη κίνηση (ταλαντώσεις) δημιουργεί τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, ενώ η τεχνική του Sahai επιτρέπει στο υλικό να διαχειρίζεται τη ροή θερμότητας που παράγεται από τη δόνηση και βοηθά στη διατήρηση του δείγματος σταθερού και αμετάβλητου.

«Η διαχείριση μιας τέτοιας υψηλής ροής ενέργειας ενώ διατηρείται η υποκείμενη δομή του υλικού είναι η επανάσταση. Αυτή η τεχνολογική επανάσταση μπορεί να φέρει πραγματική αλλαγή στον κόσμο. Πρόκειται για το πώς καταλαβαίνουμε τη φύση και χρησιμοποιούμε αυτή τη γνώση για να έχουμε θετικό αντίκτυπο στον κόσμο».

– Tirumalasetty

Η τεχνολογία τους μπορεί ενδεχομένως να μειώσει τους μεγάλους επιταχυντές σε ένα τσιπ και να επιτρέψει στους επιστήμονες να δουν δραστηριότητες όπως ποτέ πριν.

Το πανεπιστήμιο έχει ήδη υποβάλει αίτηση και έχει λάβει προσωρινές πατέντες για την τεχνολογία, τόσο στις ΗΠΑ όσο και διεθνώς.

Οι πρακτικές, πραγματικές εφαρμογές της τεχνολογίας, ωστόσο, θα χρειαστούν χρόνια για να υλοποιηθούν.

Στην πραγματικότητα, μέρος του θεμελιώδους έργου της τεχνολογίας ξεκίνησε πριν επτά χρόνια, το 2018, όταν ο Sahai δημοσίευσε την έρευνά του για τους επιταχυντές αντιύλης. Είπε:

«Θα πάρει λίγο χρόνο, αλλά μέσα στη ζωή μου είναι πολύ πιθανό».

Αφού το είπε αυτό, έχει μεγάλο δυναμικό να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τον τρόπο λειτουργίας του σύμπαντος σε θεμελιώδη κλίμακα και έτσι να βελτιώσουμε τις ζωές. Όπως σημείωσε ο Sahai, αυτό θα μπορούσε επίσης να κάνει τα λέιζερ γάμμα-ακτίνων πραγματικότητα.

«Θα μπορούσαμε να αποκτήσουμε απεικόνιση ιστού μέχρι όχι μόνο τον πυρήνα των κυττάρων αλλά και τον πυρήνα των υποκείμενων ατόμων. Αυτό σημαίνει ότι επιστήμονες και γιατροί θα μπορούσαν να δουν τι συμβαίνει σε ατομικό επίπεδο, και αυτό θα μπορούσε να επιταχύνει την κατανόηση των τεράστιων δυνάμεων που κυριαρχούν σε τόσο μικρές κλίμακες, ενώ επίσης θα οδηγούσε σε καλύτερες ιατρικές θεραπείες και θεραπείες. Τελικά, θα μπορούσαμε να αναπτύξουμε λέιζερ γάμμα-ακτίνων για να τροποποιήσουμε τον πυρήνα και να αφαιρέσουμε τα καρκινικά κύτταρα σε νανοεπίπεδο.»

Η τεχνική «ακραίων πλάσμων», η οποία είναι επίσης ο τίτλος της μελέτης, μπορεί επίσης να μας βοηθήσει να δοκιμάσουμε τη δυνατότητα ενός πολυσύμπαντος.

Η εργασία στο μικροσκοπικό τσιπ δεν έχει ολοκληρωθεί, όμως. Τόσο ο Sahi όσο και ο Tirumalasetty θα επικεντρωθούν τώρα στη βελτίωση του υλικού του πυριτιού-τσιπ και της τεχνικής λέιζερ στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών SLAC, μια παγκόσμια εγκατάσταση που λειτουργεί από το Πανεπιστήμιο Stanford και χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE), όπου η τεχνολογία δοκιμάστηκε.

Προσομοίωση του Κβαντικού Κενού με Υπερ-Ισχυρά Λέιζερ

Έτσι, όπως είδαμε, από το σύμπαν μέχρι το εργαστήριο, η κατανόησή μας για το πιο ακραίο φως στο σύμπαν εξελίσσεται γρήγορα.

Έχουμε καταγράψει εκρήξεις γαμμα-ακτινών από απομακρυσμένα παλσάρια, παρακολουθήσει εκλάμψεις υπερβολικών μαύρων τρυπών σε υψηλής ενέργειας δόξα, και ακόμη καταγράψει τις συγκρούσεις που μοιάζουν με κεραυνούς και παράγουν γήινες γαμμα-εκκενώσεις. Τώρα, μαθαίνουμε να αναπαράγουμε παρόμοιες συνθήκες εδώ στη Γη.

Πριν από λίγους μήνες, φυσικοί στο Πανεπιστήμιο του Οξφόρδης προσομοίωσαν πώς έντονα λέιζερ μπορούν να δημιουργήσουν φως όπου δεν υπήρχε, μετατρέποντας μια θεωρητική έννοια σε πραγματικότητα.

Αυτό που κατάφεραν οι φυσικοί είναι ότι μπόρεσαν για πρώτη φορά να δημιουργήσουν τρισδιάστατες προσομοιώσεις του πώς έντονα λέιζερ μπορούν να επηρεάσουν και να αλλάξουν το κβαντικό κενό.

Δημοσιεύτηκε στο Communications Physics, η μελέτη⁴ περιγράφει τη χρήση προχωρημένης υπολογιστικής μοντελοποίησης για την προσομοίωση του πώς ισχυρά λέιζερ αλληλεπιδρούν με το κβαντικό κενό, αποκαλύπτοντας στη διαδικασία πώς τα φωτόνια αντανακλούν το ένα το άλλο και παράγουν νέες δέσμες φωτός.

Οι προσομοιώσεις ανέκτησαν το φαινόμενο της τετραπλής κυματομείωσης του κενού (FWM), ένα φαινόμενο που προβλέπεται από την κβαντική φυσική και δηλώνει ότι το συνδυασμένο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο τριών εστιασμένων παλμών λέιζερ μπορεί να πολωσει τα εικονικά ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων του κενού, παράγοντας μια νέα δέσμη λέιζερ στη διαδικασία που ονομάζεται «φως από το σκοτάδι».

«Αυτό δεν είναι μόνο μια ακαδημαϊκή περιέργεια – είναι ένα σημαντικό βήμα προς την πειραματική επιβεβαίωση κβαντικών φαινομένων που μέχρι τώρα ήταν κυρίως θεωρητικά».

– Συγγραφέας-συνεργάτης της μελέτης, Peter Norreys, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Οξφόρδης

Οι προσομοιώσεις εκτελέστηκαν χρησιμοποιώντας μια προχωρημένη έκδοση λογισμικού προσομοίωσης (OSIRIS), το οποίο μοντελοποιεί την αλληλεπίδραση των δέσμης λέιζερ με το πλάσμα ή την ύλη.

«Το πρόγραμμα υπολογιστών μας παρέχει ένα χρονικά ανάλυτο, τρισδιάστατο παράθυρο στις αλληλεπιδράσεις του κβαντικού κενού που προηγουμένως ήταν εκτός εμβέλειας. Εφαρμόζοντας το μοντέλο μας σε ένα πείραμα τριών-δείγματος διασποράς, καταφέραμε να καταγράψουμε το πλήρες φάσμα των κβαντικών υπογραφών, μαζί με λεπτομερείς πληροφορίες για την περιοχή αλληλεπίδρασης και τα κύρια χρονικά διαστήματα».

– Zixin (Lily) Zhang, κύριος συγγραφέας της μελέτης και διδακτορική φοιτήτρια στο Τμήμα Φυσικής του Οξφόρδης

Αυτά τα μοντέλα χρησιμοποιούνται από ερευνητές για το σχεδιασμό πραγματικών πειραμάτων, όπως το σχήμα των λέιζερ και ο χρονισμός των παλμών. Επιπλέον, οι προσομοιώσεις μπορούν να προσφέρουν νέες γνώσεις για το πώς ακόμη και μικρές ασυμμετρίες στη γεωμετρία της δέσμης μπορούν να αλλάξουν το αποτέλεσμα και πώς οι αλληλεπιδράσεις εξελίσσονται σε πραγματικό χρόνο.

Εκτός από τη βοήθεια στον σχεδιασμό μελλοντικών πειραμάτων υψηλής ενέργειας λέιζερ, η ομάδα πιστεύει ότι το εργαλείο μπορεί επίσης να βοηθήσει στην αναζήτηση σημείων υποθετικών υποατομικών σωματιδίων όπως οι άξιονες, ένας κορυφαίος υποψήφιος για τη σκοτεινή ύλη.

«Ένα ευρύ φάσμα προγραμματισμένων πειραμάτων στις πιο προηγμένες εγκαταστάσεις λέιζερ θα υποστηριχθεί σημαντικά από τη νέα μας υπολογιστική μέθοδο που υλοποιείται στο OSIRIS», είπε ο συγγραφέας-συνεργάτης Luis Silva, καθηγητής στο Instituto Superior Tecnico, Πανεπιστήμιο της Λισαβόνας. «Ο συνδυασμός υπερ-έντονα λέιζερ, σύγχρονης ανίχνευσης, αιχμηρής αναλυτικής και αριθμητικής μοντελοποίησης αποτελούν τα θεμέλια για μια νέα εποχή στις αλληλεπιδράσεις λέιζερ-ύλη, που θα ανοίξει νέους ορίζοντες για τη θεμελιώδη φυσική».

Επένδυση στην Τεχνολογία Λέιζερ

Δεδομένου ότι ένα λέιζερ γάμμα-ακτίνων δεν έχει ακόμη υλοποιηθεί, θα εξετάσουμε το επενδυτικό δυναμικό μιας εταιρείας που δραστηριοποιείται στην γενική τεχνολογία λέιζερ.

L3Harris Technologies (LHX ) είναι ένας σημαντικός παίκτης στην προχωρημένη φωτονική και υψηλής ενέργειας συστήματα λέιζερ για άμυνα και αεροδιαστημική. Η εταιρεία παράγει μια ποικιλία συστημάτων λέιζερ, που είναι γνωστά για το συμπαγές μέγεθός τους και την υψηλή απόδοση.

Με κεφαλαιοποίηση αγοράς 50,7 δισεκατομμυρίων δολαρίων, οι μετοχές LHX διαπραγματεύονται αυτή τη στιγμή στα 272,31 $, αυξημένες κατά 29% ετησίως. Μόλις νωρίτερα αυτόν τον μήνα, οι μετοχές της εταιρείας έφτασαν σε νέο υψηλό στα 280,52 $, αυξημένες περισσότερο από 45% από το χαμηλό του Απριλίου. Με αυτό, το EPS (TTM) είναι 8,96 και το P/E (TTM) είναι 30,27.

Οι μέτοχοι LHX μπορούν να απολαύσουν απόδοση μερίσματος 1,77%.

Όσον αφορά τα οικονομικά της εταιρείας, η L3Harris Technologies ανέφερε έσοδα 5,4 δισεκατομμυρίων δολαρίων και παραγγελίες 8,3 δισεκατομμυρίων δολαρίων για το 2ο τρίμηνο 2025. Το λειτουργικό περιθώριο της εταιρείας ήταν 10,5% και το προσαρμοσμένο λειτουργικό περιθώριο τμήματος 15,9%. Το Diluted EPS, εν τω μεταξύ, ήταν 2,44 $, ενώ μια αύξηση 16% στο μη‑GAAP diluted EPS το έβαλε στα 2,78 $.