Гамма-лазеры для медицины и изучения Вселенной

15.08.2025

Американские ученые из Университета Колорадо в Денвере разрабатали уникальные устройства, способные не только лечить рак, но и исследовать глубинную структуру Вселенной.

Доктор философии и специалист по электротехнике Аакаш Сахаи предложил инновационный метод генерации сверхинтенсивных электромагнитных полей в лабораторных условиях. Он сумел добиться напряжения, которое раньше казалось невозможным для создания в компактных устройствах. Такие поля рождаются в результате быстрого колебания и рассеивания электронов в специально разработанных материалах. Этот прорыв не только открывает путь к новым микропроцессорам, но и к созданию мощных ускорителей частиц, которые могут помочь в поисках темной материи - загадочной субстанции, составляющей большую часть Вселенной.

Ранее для достижения аналогичных результатов требовались огромные установки, такие как Большой адронный коллайдер длиной в 26 километров, оснащенный сверхпроводящими магнитами и радиочастотными системами. Эксплуатация таких сложных объектов связана с большими затратами и техническими трудностями. В отличие от них, метод Сахаи основан на использовании миниатюрного кремниевого кристалла, который способен выдерживать высокоэнергетические пучки частиц и эффективно перенаправлять энергию, создаваемую осциллирующим квантовым электронным газом, при этом оставаясь стабильным за счет контроля тепловых процессов.

Феномен быстрых колебаний электронов внутри материала порождает мощные электромагнитные поля, которые можно изучать в устройстве размером с палец. Этот уровень контроля и компактность конструкции кардинально меняют представление о возможностях управления энергией и создают новые горизонты для науки и техники.

Калян Тирумаласетти, научный сотрудник лаборатории и соавтор проекта, подчеркивает, что управление столь интенсивным потоком энергии без разрушения структуры материала - это выдающееся достижение, способное кардинально изменить наше понимание природы и открыть путь к инновационным технологиям с позитивным влиянием на общество.

Университет Колорадо уже подал патентные заявки на эту технологию как в США, так и за рубежом. Хотя до массового внедрения и практического использования гамма-лазеров еще далеко, исследователи убеждены, что их открытия помогут значительно продвинуться в понимании фундаментальных процессов Вселенной и улучшить методы диагностики и лечения болезней.

Аакаш Сахаи уверен, что в будущем гамма-лазеры позволят получать детализированные изображения живых тканей на уровне ядер клеток, а не только атомов, что откроет новые возможности для медицины. По его словам, благодаря этим технологиям возможно будет точечно модифицировать ядра клеток и удалять раковые опухоли с беспрецедентной точностью, что станет настоящим прорывом в онкологии.

Кроме того, метод экстремальных плазмонов, лежащий в основе разработки, может помочь проверить широкий спектр теорий о структуре и происхождении нашей Вселенной, включая гипотезы о мультивселенной. В дальнейшем команда планирует совершенствовать используемые материалы и лазерные технологии, чтобы расширить их научный и практический потенциал.

Таким образом, разработка мощных гамма-лазеров обещает стать важным шагом в развитии как фундаментальной физики, так и медицины, открывая новые пути для точного воздействия на материю и изучения самых глубоких тайн космоса.

<< Назад: Квантовое трение в составленном графене 15.08.2025

>> Вперед: Экологичный пластик из грибов 14.08.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Карманный ультразвук 09.03.2009 Первый карманный аппарат для ультразвукового просвечивания выпустила немецкая фирма "Сименс". Прибор весит около 700 граммов, умещается в кармане халата врача и может применяться вне клиники, в том числе на дому у больного или при несчастных случаях и катастрофах.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025