Kvantový průlom, tzv. extrémní plazmon, může změnit science fiction v realitu a otevřít cestu gama laserům k prokázání možnosti existence multiverza.
Výzkum docenta elektrotechniky Aakashe Sahaie z Coloradské univerzity v Denveru, který vychází z materiálových věd, objevil způsob, jak vytvořit extrémní elektromagnetické pole, který dosud nebyl v laboratoři možný. Tato elektromagnetická pole, která vznikají, když elektrony v materiálech vibrují a odrážejí se neuvěřitelně vysokou rychlostí, pohánějí vše od počítačových čipů až po superkolidery částic hledající důkazy temné hmoty.
Advanced Quantum Technologies, jeden z nejvlivnějších časopisů v oboru, ocenil Sahaiovu práci a uvedl jeho studii na obálce svého červnového čísla, uvedla univerzita v prohlášení.
Dosud bylo k vytvoření dostatečně silných polí pro pokročilé experimenty zapotřebí obrovských a nákladných zařízení. Vědci, kteří hledají důkazy o existenci temné hmoty, využívají například zařízení, jako je Velký hadronový urychlovač v Evropské organizaci pro jaderný výzkum CERN ve Švýcarsku. Tento urychlovač je 26,9 km dlouhý, aby se do něj vešly radiofrekvenční dutiny a supravodivé magnety potřebné k urychlování vysokoenergetických svazků. Provádění experimentů v takovém měřítku vyžaduje obrovské prostředky, je neuvěřitelně nákladné a může být velmi nestabilní.
Urychlovač částic o velikosti palce ruky
Sahai vyvinul materiál podobný čipu na bázi křemíku, který dokáže udržet vysokoenergetické svazky částic, řídit tok energie a umožnit vědcům přístup k elektromagnetickým polím vytvářeným oscilacemi nebo vibracemi elektronového kvantového plynu, a to vše v prostoru o velikosti palce. Rychlý pohyb vytváří elektromagnetická pole.
#A new quantum material enables creation of extreme #ElectromagneticFields on a chip, paving the way for compact gamma-ray lasers and unprecedented exploration of the universe’s fundamental structure. https://t.co/LFxTeMlKRX https://t.co/tU7MBmXLvE
— Phys.org (@physorg_com) July 24, 2025
Sahaiova technika umožňuje materiálu řídit tepelný tok generovaný oscilacemi a udržet vzorek neporušený a stabilní. To vědcům nabízí způsob, jak pozorovat aktivitu jako nikdy předtím, a otevírá možnost zmenšit kilometrové urychlovače na čip.
„Manipulace s tak vysokým tokem energie při zachování základní struktury materiálu je průlomová,“ řekl Kalyan Tirumalasetty, postgraduální student Sahaiovy laboratoře, který na projektu pracuje. „Tento technologický průlom může ve světě přinést skutečnou změnu. Jde o to pochopit, jak funguje příroda, a využít tyto znalosti k pozitivnímu ovlivnění světa.“
Technologie a metoda byly navrženy na Coloradské univerzitě v Denveru a testovány v Národní urychlovací laboratoři SLAC, špičkovém zařízení provozovaném Stanfordovou univerzitou. Coloradská univerzita v Denveru již požádala o předběžné patenty na tuto technologii v USA i na mezinárodní úrovni a získala je.
„Gama lasery by se mohly stát realitou,“ řekl Sahai. „Mohli bychom zobrazovat tkáně nejen až k jádrům buněk, ale také až k jádrům základních atomů. To znamená, že vědci a lékaři by mohli vidět, co se děje na jaderné úrovni, což by mohlo urychlit naše chápání obrovských sil, které dominují v tak malých měřítkách, a zároveň vést k lepší léčbě a lékům. Nakonec bychom mohli vyvinout gama lasery, které by upravovaly jádro a zabíjely rakovinné buňky v měřítku nanometrů.“
Technika extrémních plazmonů by také mohla pomoci při testování široké škály teorií o fungování našeho vesmíru, od možnosti existence multivesmíru až po zkoumání samotné struktury našeho vesmíru.
Mnohovesmír: Fikce, nebo realita?
Koncept multiverza je předmětem fascinace jak ve vědě, tak v populární kultuře. Tato myšlenka naznačuje, že náš vesmír by mohl být jen jedním z mnoha, z nichž každý má své vlastní fyzikální zákony a realitu. Tato nová metoda by mohla poskytnout nástroje potřebné ke zkoumání těchto možností hmatatelnějším způsobem. Ačkoli multivesmír zůstává spekulativní teorií, pokrok v technologii gama laserů by mohl v budoucnu nabídnout způsob, jak tyto myšlenky potvrdit nebo vyvrátit.
Kromě toho by použití této technologie v medicíně mohlo přinést revoluci v diagnostice a léčbě nemocí. Možnost nahlédnout do jader atomů v lidských buňkách by mohla vést k lepšímu pochopení složitých onemocnění, jako je rakovina, a umožnit tak přesnější a individualizovanější léčbu. Gama lasery by teoreticky mohly být použity k rozpadu rakovinných buněk bez poškození okolní tkáně, což by představovalo významný pokrok v onkologii.
Vývoj gama laserů a technologie extrémních plazmonů nejenže otevírá dveře novým způsobům zkoumání vesmíru, ale slibuje také proměnu oborů, jako je medicína a částicová fyzika. Díky možnosti zmenšit urychlovače na zvládnutelnou velikost a zkoumat hlubiny hmoty na dosud nedosažitelných úrovních stojíme na prahu nové éry vědeckých objevů.