微型芯片或可解锁伽马射线激光、治愈癌症并探索多重宇宙

想象一种安全的伽马射线激光，它能精准消灭癌细胞而不损伤健康组织。或者设想一种工具，通过揭示宇宙基础结构来验证斯蒂芬·霍金的多重宇宙理论是否真实。

电子工程助理教授Aakash Sahai博士取得的量子突破让这些科幻构想向现实迈进了一步，这项可能彻底改变人类对物理、化学和医学认知的成果在量子学界引发轰动。量子科学领域最具影响力的期刊《先进量子技术》将Sahai的研究作为六月刊封面文章发表。

"这项技术将开辟全新研究领域并产生实际影响，令人振奋。"Sahai表示，"就像过去揭示亚原子结构催生激光、计算机芯片和LED那样，这项同样基于材料科学的创新具有同等划时代意义。"

技术原理

Sahai开创了实验室环境下产生极端电磁场的新方法。这种由材料中电子超高速振动产生的电磁场，从计算机芯片到探测暗物质的超级粒子对撞机都依赖其运作。以往要产生足够强度的电磁场需要昂贵的大型设施，例如欧洲核子研究中心周长16.7英里的大型强子对撞机。如此规模的实验不仅耗费巨大资源，还存在极高不稳定性。

Sahai研发的硅基芯片材料仅拇指大小，却能承受高能粒子束、调控能量流动，并让科学家观测量子电子气振动产生的电磁场。该技术通过管理振荡产生的热流保持样本稳定，使科学家获得前所未有的观测能力，有望将对撞机规模缩小至芯片级别。

"在维持材料基础结构的同时操控高能流动，这是突破所在。"项目组成员Kalyan Tirumalasetty表示，"这项技术将改变世界——既揭示自然规律，又创造积极影响。"

该技术方法由科罗拉多大学丹佛分校设计，并在斯坦福大学运营的美国能源部下属SLAC国家加速器实验室完成验证。

应用前景

科罗拉多大学已在美国及全球申请该技术临时专利。虽然实际应用尚需时日，但探索宇宙奥秘以改善人类生活的可能性，激励着研究团队持续攻坚。

"伽马射线激光或将成为现实。"Sahai解释道，"我们将实现原子核级组织成像，这不仅能深化对微观尺度作用力的认知，更能催生精准医疗手段，最终开发出纳米级清除癌细胞的伽马激光。"

该极端等离激元技术还可验证从多重宇宙到宇宙基础结构等各类理论。曾立志成为物理学家的Tirumalasetty表示："探索自然本质令我着迷，而工程师能为科学家提供超越认知的工具——这令人心潮澎湃。"

今年夏天，团队将重返SLAC实验室继续优化硅芯片材料与激光技术。不同于电影演绎，突破性技术往往需要数十年积累——Sahai关于反物质加速器的奠基性研究早在2018年就已开始。"虽需时日，但我确信能在有生之年见证成果。"Sahai说。

研究者简介

Aakash Sahai拥有杜克大学等离子体物理博士学位、斯坦福大学电子工程硕士学位及印第安纳大学伯明顿分校物理学硕士学位。现任科罗拉多大学丹佛分校工程设计与计算学院电磁学、等离子体与计算研究组成员。2018年加盟该校前，曾任伦敦帝国理工学院研究员及企业研发工程师。在同行评议期刊发表论文十余篇，常受邀在SLAC、欧洲核子研究中心及美国物理学会演讲，兼任多家科学期刊审稿人。

Kalyan Tirumalasetty正在攻读科罗拉多大学丹佛分校电子工程博士学位及硕士学位，本科毕业于尼赫鲁科技大学Anurag工程学院电子与通信工程系。硕士期间担任Sahai研究助理，参与SLAC实验室技术装置研发。