Um físico da Universidade da Califórnia, Riverside, realizou cálculos que mostram que bolhas esféricas ocas preenchidas com um gás de átomos de positrônio são estáveis ​​no hélio líquido.

Os cálculos levam os cientistas um passo mais perto de realizar um laser de raios gama, que pode ter aplicações em imagens médicas, propulsão de nave espacial, e tratamento do câncer.

Extremamente curta e apenas brevemente estável, positrônio é um átomo semelhante ao hidrogênio e uma mistura de matéria e antimatéria - especificamente, estados ligados de elétrons e suas antipartículas chamados pósitrons. Para criar um feixe de laser de raios gama, o positrônio precisa estar em um estado chamado condensado de Bose-Einstein - uma coleção de átomos de positrônio no mesmo estado quântico, permitindo mais interações e radiação gama. Esse condensado é o ingrediente principal de um laser de raios gama.

"Meus cálculos mostram que uma bolha de hélio líquido contendo um milhão de átomos de positrônio teria uma densidade numérica seis vezes maior que a do ar comum e existiria como um condensado de matéria-antimatéria Bose-Einstein, "disse Allen Mills, professora do Departamento de Física e Astronomia e única autora do estudo que hoje aparece no Revisão Física A .

Hélio, o segundo elemento mais abundante do universo, existe na forma líquida apenas em temperaturas extremamente baixas. Mills explicou que o hélio tem uma afinidade negativa com o positrônio; bolhas se formam no hélio líquido porque o hélio repele o positrônio. A longa vida útil do positrônio no hélio líquido foi relatada pela primeira vez em 1957.

Quando um elétron encontra um pósitron, sua aniquilação mútua pode ser um resultado, acompanhada pela produção de um tipo poderoso e energético de radiação eletromagnética chamada radiação gama. Um segundo resultado é a formação de positrônio.

Mills, que dirige o Laboratório Positron na UC Riverside, disse que o laboratório está configurando um feixe de antimatéria em uma busca para produzir as bolhas exóticas em hélio líquido que os cálculos de Mills prevêem. Essas bolhas podem servir como uma fonte de condensados ​​de Bose-Einstein de positrônio.

"Os resultados de curto prazo de nossos experimentos podem ser a observação de tunelamento de positrônio através de uma folha de grafeno, que é impermeável a todos os átomos de matéria comum, incluindo hélio, bem como a formação de um feixe de laser de átomo de positrônio com possíveis aplicações de computação quântica, "Mills disse.