Инженер из Колорадо приблизил создание гамма-лазеров для лечения рака и исследования мультивселенной с помощью нового чипа

Инженер Университета Колорадо в Денвере работает над технологией, которая может проложить путь к созданию гамма-лазеров. Эти устройства смогут прицельно уничтожать раковые клетки, не повреждая окружающие ткани, а также дать возможность проверить гипотезу Стивена Хокинга о мультивселенной. Ассистент-профессор кафедры электротехники Аакаш Сахай достиг значительного успеха в области квантовых технологий, вызвав бурное обсуждение в научной среде — предполагаемые применения его разработки могут существенно изменить подходы в физике, химии и медицине.

Итоги исследования, представленные в июньском номере журнала Advanced Quantum Technologies, попали на обложку выпуска. В беседе с журналистами Сахай провёл параллель между своим открытием и историческими достижениями, основанными на понимании субатомной структуры материи — такими как лазеры, светодиоды и микропроцессоры.

«Это очередной шаг в том же направлении — только теперь мы заглядываем ещё глубже», — говорит он.

Разработка Сахая позволяет формировать экстремально мощные электромагнитные поля, аналогичные тем, что раньше можно было получить только в условиях крупнейших научных установок, вроде Большого адронного коллайдера. Эти поля создаются за счёт ускорения электронов в плотной среде — процесс, вызывающий колебания электронного газа. Такие явления лежат в основе множества современных технологий, включая микрочипы и ускорители частиц.

Раньше подобные эксперименты требовали масштабной инфраструктуры — установки, подобные ЦЕРНовскому коллайдеру протяжённостью более 25 километров, обходились в миллиарды долларов. Однако Сахай сумел сжать ту же физику в миниатюрное устройство размером с большой палец.

Ключевым элементом стала кремниевая микросхема, способная выдерживать высокую тепловую нагрузку и управлять потоками энергии, возникающими при резонансных электронных колебаниях. При этом структура чипа остаётся целостной, что позволяет проводить наблюдения за процессами, ранее считавшимися недоступными. Таким образом, исследователям удалось создать компактную лабораторную альтернативу масштабным ускорительным комплексам.

«Ключевое — это не просто высокая энергия, а способность управлять ею, не разрушая материал», — поясняет аспирант Калян Тирумаласетти, участвующий в исследовании. По его словам, эта технология не просто теоретическая разработка, а основа для будущих практических приложений и научных прорывов.

Проект был разработан в Университете Колорадо в Денвере, а испытания проводились в национальной лаборатории SLAC — одном из ведущих исследовательских центров под управлением Стэнфорда. ВУЗ уже подал заявки на временные патенты как в США, так и в других странах.

Хотя технология пока далека от повседневного применения, исследователи отмечают широкий спектр возможных применений. Сахай подчёркивает, что в будущем могут появиться гамма-лазеры, способные не только «видеть» клеточные структуры, но и анализировать их ядерные компоненты. Это откроет медикам доступ к процессам на атомном уровне и даст возможность удалять раковые образования с точностью до нанометров.

Кроме медицинских задач, эта технология может стать инструментом для проверки глубинных гипотез о Вселенной. По мнению учёных, она может помочь исследовать пространственно-временные структуры, а также изучить возможность существования параллельных миров.