Pagdadala ng Hinaharap gamit ang Gamma Ray Lasers

Maaaring may higit pang mga uniberso diyan, na katulad o iba sa atin? Sa ngayon, hindi pa natin alam.

Habang isang kilalang konsepto sa MCU, ang teorya ng multiverse ni Stephen Hawking, na isang hipotetikong hanay ng lahat ng uniberso na may kani-kanilang espasyo, oras, materya, enerhiya, at pisikal na batas, ay nananatiling hindi napatunayan, umiiral lamang sa mundo ng pelikula at teoretikal na pisika.

Ang kailangan nating patunayan ang pag-iral ay isang quantum na aparato. Ito ay simpleng isang sistema na gumagamit ng mga quantum mechanical na epekto upang gumana, na umaasa sa kontrol at manipulasyon ng mga quantum na interaksyon upang makamit ang mga kakayahang hindi posible sa mga klasikong sistema.

Sa pisika, ang quantum, ang isahan ng quanta, ay ang pinakamaliit na halaga ng anumang pisikal na entidad. Halimbawa, ang quantum ng liwanag ay isang photon.

Ngayon, upang tuklasin ang mga misteryo ng uniberso, kakailanganin natin ang isang tiyak na quantum na aparato: isang gamma-ray laser.

Ang hipotetikong aparatong ito ay makakalikha ng magkakaugnay na gamma ray, katulad ng kung paano ang karaniwang laser ay gumagawa ng magkakaugnay na sinag ng nakikitang liwanag. Ang gamma ray (simbolong γ) ay isang nakaka-penetrate na anyo ng electromagnetic radiation na nagmumula sa mga high-energy na interaksyon tulad ng radioactive decay ng atomic nuclei. Nagmumula rin ito mula sa mga pangyayaring astronomikal tulad ng solar flares.

Ang mga gamma ray ay binubuo ng pinakamaikling wavelength na electromagnetic waves, mas maikli kaysa sa X-ray. May mga frequency na higit sa 30 exahertz at mga wavelength na mas mababa sa 10 picometers. Ang mga gamma ray photon ay mayroon ding pinakamataas na photon energy sa anumang anyo ng electromagnetic radiation.

Ilang taon na ang nakalipas, natuklasan ng mga siyentipiko ang pinakamataas na enerhiya na gamma ray kailanman, 20 tera-electronvolts, na halos sampung trilyong beses ng enerhiya ng nakikitang liwanag, mula sa isang patay na bituin na tinatawag na pulsar.

Sa huling bahagi ng nakaraang taon, samantala, ang mga astrophysicist ay nakunan ng mga larawan ng gamma-ray flares mula sa supermassive na black hole na M87.

Pinagmulan ng Larawan: University of California

Mas maaga ngayong taon, isang multi-sensor detection ng matinding gamma-ray flash ay naobserbahan sa pagbangga ng dalawang lightning leaders¹. Ito ang unang pagkakataon na isang terrestrial gamma-ray flash (TGF) ay naobserbahan kasabay ng discharge ng kidlat.

Nakikita sa iba’t ibang kosmikong phenomena, ang mga gamma ray ay aktibong pinag-aaralan at nililikha sa pamamagitan ng mga tiyak na eksperimento.

Mga Eksperimento sa Gamma-Ray Laser at Mga Pag-aaral sa Kakayahang Maisakatuparan

Ang gamma ray ay isang anyo ng high-energy electromagnetic radiation na lubos na nakaka-penetrate at nag-aalok ng ilang mga kalamangan sa iba’t ibang larangan.

Kabilang sa mga potensyal na aplikasyon nito ang medikal na imaging, propulsion ng spacecraft, paggamot ng kanser, at interstellar na paglalakbay. Dahil sa napakalawak nitong posibilidad, ang mga siyentipiko sa buong mundo ay nagsusuri ng paggawa ng gamma-ray laser, o graser, upang lumikha ng magkakaugnay na gamma ray.

Ang mga siyentipiko mula sa University of Rochester ay nakatanggap ng pederal na pondo para gawin iyon, kung saan sila ay nag-aaral ng kakayahang maisakatuparan ng mga magkakaugnay na pinagmumulan ng liwanag.

Noong 1980s, sina Gérard Mourou at Donna Strickland sa University of Rochester ay nag-imbento ng chirped pulse amplification (CPA), isang teknik na nagpapataas ng peak power ng mga laser at kalaunan ay nanalo ng Nobel Prize sa Physics noong 2018. Gayunpaman, ang pag-develop ng mga laser na gumagawa ng gamma ray ay hindi pa natatamo. Upang tugunan ito, iniimbestigahan nila ang mga katangian ng coherence ng radiation na inilalabas kapag ang mga masiksik na bunch ng electron ay bumabangga sa isang malakas na laser field, na makakatulong sa kanila na maunawaan kung paano lumikha ng magkakaugnay na gamma ray.

“Ang kakayahang lumikha ng magkakaugnay na gamma ray ay magiging isang siyentipikong rebolusyon sa paglikha ng mga bagong uri ng pinagmumulan ng liwanag, katulad ng kung paano binago ng pagtuklas at pag-develop ng mga pinagmumulan ng nakikitang liwanag at X-ray ang ating pangunahing pag-unawa sa atomic na mundo.”

– Ang pangunahing imbestigador, Antonino Di Piazza & propesor ng pisika sa unibersidad

Upang pag-aralan kung paano nakikipag-ugnayan ang mga electron sa mga laser upang maglabas ng high-energy na liwanag, magsisimula ang mga mananaliksik sa pagtingin kung paano naglalabas ng liwanag ang isa o dalawang electron bago nila siyasatin ang mas komplikadong sitwasyon na may maraming electron upang lumikha ng magkakaugnay na gamma ray.

“Hindi kami ang unang mga siyentipiko na sinubukang lumikha ng gamma ray sa ganitong paraan,” sabi ni Di Piazza noon. “Ngunit ginagawa namin ito gamit ang ganap na quantum theory—quantum electrodynamics—na isang advanced na pamamaraan sa pagharap sa problemang ito.”

Isa pang paraan sa pag-develop ng gamma-ray laser ay ang nuclear isomer excitation.

Ang isang pananaliksik na papel² mula ilang buwan ang nakalipas ay naglatag ng pamamaraan upang i-excite ang mga nucleus ng ilang isotopes sa mas mataas na enerhiyang nuclear state. Sa pamamagitan ng neutron bombardment, ang mga isomeric nuclei ay nae-excite sa metastable isomeric states bago pasimulan ang stimulated emission ng gamma ray upang makamit ang coherence mula sa nucleus.

Ang kanilang bago at “medyo hindi pangkaraniwang” na pamamaraan ay naglalayong lutasin ang ‘Graser dilemma’ sa pamamagitan ng pag-shift ng crystal lattice habang isinasagawa ang neutron bombardment.

“Ang teknolohiya ay may potensyal na lumikha ng napakalakas na laser na maaaring magamit sa iba’t ibang aplikasyon, kabilang ang laser weapons,” pahayag ni Yordan Katsarov mula sa Department of Aviation Equipment and Technologies, na bahagi ng Georgi Benkovski Bulgarian Air Force Academy.

Ngayon, ang mga siyentipiko mula sa University of Colorado Denver ay lumikha ng isang chip na maaaring balang araw magbukas ng daan para sa gamma-ray lasers.

Ang makabago nitong quantum na aparato, na sapat na maliit upang magkasya sa iyong kamay, ay maaaring lumikha ng napaka-eksaheradong electromagnetic fields na dati ay posible lamang sa malalaking particle colliders. Ang chip na kasing laki ng hinlalaki ay may potensyal na palitan ang mga milya-milyang particle colliders sa hindi kalayuang hinaharap at tulungan tayong tuklasin ang malalim na misteryo ng ating uniberso, subukan ang mga teorya ng multiverse, at lumikha ng makapangyarihang gamma ray laser upang sirain ang mga selula ng kanser sa antas ng atom at magbigay ng iba pang rebolusyonaryong medikal na paggamot.

Mag-swipe upang mag-scroll →

Isang Maliit na Chip na Nagdadala ng Pangarap ng Gamma Laser sa Abot-Kamay

Inilathala sa Advanced Quantum Technologies, isang journal na sumasaklaw sa teoretikal at eksperimental na pananaliksik sa quantum science, materyales, at teknolohiya, ang latest study³ ay tampok sa pabalat ng isyu ng Hunyo.

Ayon sa pag-aaral, posible ang nanometric confinement ng electromagnetic energy gamit ang mga plasmon.

Ang plasmon ay isang quantum ng plasma oscillation, na isang mabilis na pag-oscillate ng electron density sa mga plasma o metal. Ang mga quasiparticle na ito ay nabubuo sa pamamagitan ng kolektibong pag-oscillate ng conduction band electron gas.

At “ang extreme plasmons ay nagbubukas ng walang kapantay na posibilidad, kabilang ang pag-access sa hindi pa nagagawang Petavolts per meter fields” (PV/m fields), na napakataas na lakas ng electric field, na binanggit ng pag-aaral, “nagbubukas ng mga bagong, malawak na posibilidad, kabilang ang mga nasa particle physics at photon sciences sa pamamagitan ng nanometric confinement ng malakihang electromagnetic energy.”

Kaya, ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang analytical model ng ganitong klase ng plasmons batay sa quantum kinetic framework.

Ang pinakabagong breakthrough na ito ay ginawa sa University of Colorado Denver na may layuning baguhin ang ating pag-unawa sa pisika at kimika.

“Napaka-exciting ito dahil ang teknolohiyang ito ay magbubukas ng buong bagong mga larangan ng pag-aaral at magkakaroon ng direktang epekto sa mundo.”

– Aakash Sahai, isang Assistant Professor ng Electrical Engineering sa CU Denver

Si Sahai, kasama si Kalyan Tirumalasetty, isang estudyante sa kanyang laboratoryo na nagtatrabaho sa teknolohiya kasama niya, ay papalapit na sa pagbibigay sa komunidad ng siyensiya ng bagong kasangkapan upang matulungan silang gawing realidad ang sci-fi.

“Noong nakaraan, nagkaroon tayo ng mga teknolohikal na breakthrough na nagpasulong sa atin, tulad ng sub-atomic na istruktura na nagdala sa mga laser, computer chips, at LEDs. Ang inobasyong ito, na batay din sa material science, ay nasa parehong linya,” dagdag pa ni Sahai, na may PhD sa plasma physics mula sa Duke University at master’s degree sa electrical engineering mula sa Stanford University.

Ang naabot sa pag-aaral na ito ay isang paraan upang lumikha ng extreme electromagnetic fields sa laboratoryo na dati ay imposible.

Ang mga electromagnetic fields na ito ay nagpapatakbo ng lahat mula sa ating mga computer chip hanggang sa super particle colliders, na nag-aaccelerate at nagbabangga ng subatomic particles sa napakataas na enerhiya upang makakuha ng mga insight sa kalikasan ng matter, enerhiya, at ang maagang uniberso.

Ito ay kapag ang mga electron sa isang materyal ay nag-vibrate at bumabato sa napakataas na bilis na nililikha ang mga electromagnetic fields.

Gayunpaman, ang paglikha ng sapat na malalakas na field upang magsagawa ng advanced na eksperimento ay nangangailangan ng napakalaking, magastos na pasilidad.

Halimbawa, ang mga siyentipiko na nag-aaral ng dark matter ay gumagamit ng mga makina tulad ng Large Hadron Collider (LHC) sa European Organization for Nuclear Research, CERN, na siyang pinakamalaking particle physics laboratory sa mundo na matatagpuan sa Switzerland. Ang LHC ay ang pinakamakapangyarihang particle accelerator sa mundo, na binubuo ng 16.7-mile (27-kilometre) na singsing ng superconducting magnets na may ilang accelerating structures upang itaas ang enerhiya ng mga particle.

Ang pagsasagawa ng mga eksperimento sa ganitong sukat ay nangangailangan ng napakalaking resources. Hindi lamang ito napakamahal, ngunit maaari rin itong maging lubhang pabago-bago.

Upang mapagtagumpayan ang problemang ito, ang laboratoryo ni Sahai ay gumawa ng silicon (Si)-based, chip-like na materyal, na kasing laki ng iyong hinlalaki.

Ang silicon ay isang semiconductor na ang mga katangian (electrical conductivity) ay maaaring baguhin sa pamamagitan ng pagdaragdag ng impurities (doping) at ginagamit sa paggawa ng microchips na matatagpuan sa pang-araw-araw na mga device tulad ng cell phones, pati na rin sa self-driving na mga sasakyan.

Ang bagong chip-like na materyal ay kayang hawakan ang high-energy particle beams at kontrolin ang daloy ng enerhiya. Pinapayagan din nito ang mga siyentipiko at mananaliksik na magkaroon ng access sa electromagnetic fields na nabubuo mula sa pag-vibrate o pag-oscillate ng quantum electron gas. At lahat ng ito ay nakamit sa isang maliit na espasyo.

Ang mabilis na paggalaw (oscillations) ay lumilikha ng electromagnetic fields, habang ang teknik ni Sahai ay nagpapahintulot sa materyal na pamahalaan ang pagdaloy ng init na nabubuo mula sa vibration at tumutulong na panatilihing matatag at buo ang sample.

“Ang pag-manipula ng ganitong mataas na daloy ng enerhiya habang pinapanatili ang pinakapundasyong estruktura ng materyal ay ang breakthrough. Ang breakthrough na ito sa teknolohiya ay maaaring magdulot ng tunay na pagbabago sa mundo. Ito ay tungkol sa pag-unawa kung paano gumagana ang kalikasan at paggamit ng kaalamang iyon upang magkaroon ng positibong epekto sa mundo.”

– Tirumalasetty

Ang kanilang teknolohiya ay maaaring potensyal na paliitin ang mahabang colliders sa isang chip at payagan ang mga siyentipiko na makita ang aktibidad na hindi pa kailanman nakita.

Ang unibersidad ay nag-apply na at nakakuha ng provisional patents sa teknolohiya, kapwa sa US at internasyonal.

Gayunpaman, ang praktikal, totoong aplikasyon ng teknolohiya ay aabutin ng mga taon bago maisakatuparan.

Sa katunayan, ang ilang pundamental na gawain ng teknolohiya ay nagsimula pitong taon na ang nakalipas noong 2018, nang ilathala ni Sahai ang kanyang pananaliksik sa antimatter accelerators. Sinabi niya:

“Aabutin ito ng ilang panahon, ngunit sa loob ng aking buhay, ito ay napaka-posible.”

Sa kabila nito, may malaking potensyal ito sa pagtulong sa atin na mas maunawaan kung paano gumagana ang uniberso sa kanyang pundamental na sukat at sa gayon ay mapabuti ang buhay. Ayon kay Sahai, maaari rin nitong gawing realidad ang gamma-ray lasers.

“Maaari nating makuha ang imaging ng tisyu hanggang hindi lamang sa nucleus ng mga selula kundi hanggang sa nucleus ng mga nakapailalim na atom. Ibig sabihin, ang mga siyentipiko at doktor ay makakakita ng nangyayari sa antas ng nucleus, at maaaring mapabilis ang ating pag-unawa sa napakalaking puwersa na namamayani sa ganitong maliliit na sukat habang nagdudulot din ng mas magagandang medikal na paggamot at lunas,” paliwanag niya. “Sa kalaunan, maaari tayong mag-develop ng gamma ray laser upang baguhin ang nucleus at alisin ang mga selula ng kanser sa nano na antas.”

Ang teknik na ‘extreme plasmons’, na siyang pamagat din ng pag-aaral, ay maaari ring makatulong sa atin na subukan ang posibilidad ng multiverse.

Ang trabaho sa maliit na chip ay hindi pa tapos, gayunpaman. Si Sahai at Tirumalasetty ay magpapatuloy na pagbutihin ang silicon-chip na materyal at laser technique sa SLAC National Accelerator Laboratory, isang world-class na pasilidad na pinapatakbo ng Stanford University at pinondohan ng US Department of Energy (DOE), kung saan nasubukan ang teknolohiya.

Pag-simulate ng Quantum Vacuum gamit ang Ultra-Powerful na mga Laser

Kaya, tulad ng nakita natin, mula sa kosmos hanggang sa laboratoryo, ang ating pag-unawa sa pinaka-eksaheradong liwanag sa uniberso ay mabilis na umuunlad.

Nakuha natin ang gamma ray bursts mula sa malalayong pulsar, nasaksihan ang supermassive black holes flare sa mataas na enerhiya, at kahit naitala ang mga pagbangga na kahawig ng kidlat na nagbubuo ng terrestrial gamma flashes. Ngayon, natututo tayong muling likhain ang katulad na kundisyon dito sa Earth.

Ilang buwan na ang nakalipas, ang mga physicist sa University of Oxford ay nagsimulate kung paano ang matinding laser beams ay maaaring lumikha ng liwanag kung saan wala ito, na nagiging isang teoretikal na konsepto tungo sa realidad.

Ang nagawa ng mga physicist ay nakalikha, sa kauna-unahang pagkakataon, ng 3D simulations kung gaano kalakas ang epekto ng matinding laser beams at kung paano nito binabago ang quantum vacuum.

Inilathala sa Communications Physics, ang pag-aaral⁴ ay naglalarawan ng paggamit ng advanced computational modelling upang i-simulate kung gaano kapangyarihan ang mga laser na nakikipag-ugnayan sa quantum vacuum, na nagbubunyag sa proseso kung paano nagbabanggaan ang mga photon sa isa’t isa at lumilikha ng mga bagong sinag ng liwanag.

Ang mga simulation ay muling lumikha ng vacuum four-wave mixing (FWM), isang phenomenon na inihula ng quantum physics na nagsasaad na ang pinagsamang electromagnetic field ng tatlong nakatutok na laser pulse ay maaaring mag-polarise ng virtual electron-positron pairs ng vacuum, na nagbubuo ng bagong laser beam sa tinatawag na ‘liwanag mula sa kadiliman’ na proseso.

“Ito ay hindi lamang isang akademikong kuryosidad – ito ay isang malaking hakbang patungo sa experimental confirmation ng mga quantum effect na hanggang ngayon ay karamihan ay teoretikal lamang.”

– Co-author ng pag-aaral na si Peter Norreys, isang propesor sa University of Oxford

Ang mga simulation ay isinagawa gamit ang isang advanced na bersyon ng simulation software (OSIRIS), na nagmomodelo ng interaksyon ng laser beams sa plasma o materyal.

“Ang aming computer program ay nagbibigay sa amin ng time-resolved, 3D na bintana sa quantum vacuum interactions na dati ay hindi naaabot. Sa pamamagitan ng pag-apply ng aming modelo sa isang three-beam scattering experiment, nagawang naming makuha ang buong hanay ng quantum signatures, kasama ang detalyadong insight sa interaction region at mga key time scales.”

– Zixin (Lily) Zhang, ang pangunahing may-akda ng pag-aaral at isang doctoral student sa Department of Physics ng Oxford

Ang mga modelong ito ay ginagamit ng mga mananaliksik upang magdisenyo ng mga totoong eksperimento, tulad ng hugis ng laser at timing ng pulse. Bukod pa rito, ang mga simulation ay maaaring magbigay ng mga bagong insight kung paano kahit na maliit na asymmetry sa geometry ng beam ay maaaring magbago ng kinalabasan at kung paano umuusad ang mga interaksyon sa real-time.

Bukod sa pagtulong sa pagpaplano ng mga susunod na high-energy laser experiments, naniniwala ang koponan na ang tool ay maaari ring makatulong sa paghahanap ng mga palatandaan ng hipotetikong sub-atomic particles tulad ng axions, isang pangunahing kandidato para sa dark matter.

“Ang malawak na hanay ng mga planong eksperimento sa pinaka-advanced na laser facilities ay lubos na matutulungan ng aming bagong computational method na ipinatupad sa OSIRIS,” sabi ng co-author ng pag-aaral na si Luis Silva, isang Propesor sa Instituto Superior Tecnico, University of Lisbon. “Ang kombinasyon ng ultra-intense lasers, state-of-the-art detection, cutting-edge analytical at numerical modelling ay ang pundasyon para sa isang bagong panahon sa laser-matter interactions, na magbubukas ng mga bagong horizon para sa fundamental physics.”

Pamumuhunan sa Laser Tech

Dahil ang gamma-ray laser ay hindi pa naisasakatuparan, titingnan natin ang potensyal na pamumuhunan sa isang kumpanyang nakatuon sa pangkalahatang teknolohiyang laser.

L3Harris Technologies (LHX ) ay isang pangunahing manlalaro sa advanced photonics at high-energy laser systems para sa depensa at aerospace. Ang kumpanya ay gumagawa ng iba’t ibang laser systems, na kilala sa kanilang compact size at mataas na performance.

Sa market capitalization na $50.7 bilyon, ang mga shares ng LHX ay kasalukuyang nagte-trade sa $272.31, tumaas ng 29% YTD. Sa simula ng buwang ito, ang mga shares ng kumpanya ay umabot sa bagong mataas na $280.52, tumaas ng higit sa 45% mula noong Abril na pinakamababa. Kasama nito, ang EPS (TTM) ay 8.96, at ang P/E (TTM) ay 30.27.

Ang mga shareholders ng LHX ay maaaring makinabang ng dividend yield na 1.77%.

Pagdating sa pananalapi ng kumpanya, iniulat ng L3Harris Technologies ang revenue na $5.4 bilyon at mga order na $8.3 bilyon para sa Q2 2025. Ang operating margin ng kumpanya ay 10.5% at ang adjusted segment operating margin ay 15.9%. Ang diluted EPS, samantala, ay $2.44, habang ang 16% na pagtaas sa non-GAAP diluted EPS ay nagdala nito sa $2.78.

“Na-deliver namin ang kahanga-hangang resulta para sa ikalawang quarter, pinangunahan ng record book-to-bill na 1.5x, solid organic growth, at year-over-year adjusted segment operating margin expansion para sa ikapitong magkasunod na quarter,” sabi ng CEO na si Christopher E. Kubasik. “Ito ay nagmamarka ng malinaw na punto ng pagbalik, na may pinakamalakas na top-line growth sa anim na quarter at makabuluhang pag-unlad patungo sa aming 2026 Financial Framework.”

Binanggit din ni Kubasik na ang depensa ay “pumasok sa isang generational investment cycle, habang ang mga budget ng U.S. at mga kaalyado ay mabilis na lumalaki,” at laban sa tumataas na demand na ito, ang portfolio ng kumpanya ay naka-align sa mga pangunahing growth areas upang makamit ang “sustained profitable growth at long-term value creation.”

Pinakabagong Balita at Pag-unlad sa Stock ng L3Harris Technologies (LHX)

Konklusyon

Ang mga siyentipiko at inhinyero ay patuloy na itinutulak ang hangganan ng liwanag at materya. Ang mga pag-unlad na ito ay ngayon nagbibigay-daan sa mga gamma-ray laser na lumipat mula sa teorya patungo sa mapang-impluwensyang teknolohiya. Ang pag-harness ng napakamatinding anyo ng liwanag na ito ay hindi lamang makakatulong sa muling pag-define ng pisika kundi pati na rin sa pag-reshape ng medisina, enerhiya, at ang ating pag-unawa sa uniberso mismo!

I-click dito para sa listahan ng mga nangungunang kumpanya sa quantum computing.

Mga Sanggunian:

1. Wada, Y., Morimoto, T., Wu, T., Wang, D., Kikuchi, H., Nakamura, Y., Yoshikawa, E., Ushio, T., & Tsuchiya, H. Downward terrestrial gamma-ray flash na nauugnay sa pagbangga ng lightning leaders. Science Advances, 11(21), eads6906, inilathala noong 21 Mayo 2025. https://doi.org/10.1126/sciadv.ads6906
2. Katsarov, Y. Isang bagong pamamaraan sa pag-develop ng gamma-ray laser. Environment. Technology. Resources. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference, 4, 467–474, inilathala noong 2025. https://doi.org/10.17770/etr2025vol4.8388
3. Sahai, A. A. Extreme plasmons. Advanced Quantum Technologies, inilathala noong 19 Mayo 2025. https://doi.org/10.1002/qute.202500037
4. Zhang, Z., Aboushelbaya, R., Ouatu, I., et al. Computational modelling ng semi-classical quantum vacuum sa 3D. Communications Physics, 8, 224, inilathala noong 5 Hunyo 2025. https://doi.org/10.1038/s42005-025-02128-8