微型芯片或能解锁伽马射线激光、治愈癌症并探索多重宇宙

想象一种安全的伽马射线激光，它能根除癌细胞而不损伤健康组织。或是一种工具，通过揭示宇宙的基本结构，帮助验证斯蒂芬·霍金的多重宇宙理论是否真实。

电气工程助理教授Aakash Sahai博士取得了一项量子突破，可能推动这些科幻构想成为现实。这一成果在量子学界引发轰动，因其有望彻底改变人类对物理、化学和医学的认知。量子科学领域最具影响力的期刊《先进量子技术》将Sahai的研究选为六月刊封面文章。

"这项技术将开辟全新的研究领域并直接改变世界，令人无比振奋。"Sahai表示，"历史上，诸如亚原子结构等突破催生了激光、计算机芯片和LED。我们这个同样基于材料科学的创新，具有同等量级的意义。"

技术原理

Sahai开创了在实验室生成前所未有的极端电磁场的方法。当材料中的电子以极高速度振动反弹时，就会产生这种驱动从计算机芯片到暗物质探测器的超级粒子对撞机的电磁场。以往要产生足以支撑尖端实验的强磁场，需要造价高昂的大型设施。例如科学家在瑞士欧洲核子研究中心使用周长16.7英里的大型强子对撞机，其射频腔和超导磁体系统需占用巨大空间。这类实验不仅耗费惊人资源，还存在极高不稳定性。

Sahai研发的硅基芯片状材料仅拇指大小，却能承受高能粒子束、调控能量流动，并让科学家获取量子电子气振荡产生的电磁场。该材料通过管理振荡产生的热流，保持样本结构稳定。这使科学家获得前所未有的观测能力，并有望将对撞机缩小至芯片尺寸。

"在维持材料基础结构的同时操控高能流动，正是突破所在。"参与该项目的研究生Kalyan Tirumalasetty解释道，"这项技术突破能真正改变世界。它关乎理解自然规律，并运用这些知识创造积极影响。"

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、美国能源部资助的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和国际申请该技术的临时专利。虽然实际应用可能尚需数年，但探索宇宙运行规律以改善人类生活的愿景，激励着Sahai团队在实验室和SLAC持续攻关。

"伽马射线激光或将成为现实。"Sahai说，"我们将实现直达原子核级别的组织成像。这意味着科学家能观测核尺度现象，既能深化对微观主导力的理解，也可促进精准医疗。最终或能开发纳米级伽马激光精准清除癌细胞。"

该极端等离激元技术还可验证从多重宇宙假说到宇宙基本结构等各类理论。曾考虑成为物理学家的Tirumalasetty对此充满热情："探索自然本质规律对我至关重要。而工程师为科学家提供的不仅是认知工具，这更令人心潮澎湃。"

研究团队将于今夏重返SLAC，继续优化硅芯片材料与激光技术。与电影不同，突破性技术往往需数十年积累——Sahai在2018年发表关于反物质加速器的首篇论文时，就已埋下这项突破的种子。"虽需时日，但我有生之年很可能会见证其实现。"Sahai表示。

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、等离子体与计算研究组成员。2018年加盟前，曾任伦敦帝国理工学院研究员，并在私营部门担任研发职务。在同行评审期刊发表论文十余篇，常受邀在SLAC、欧洲核子研究中心和美国物理学会演讲，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专业。攻读硕士期间担任Sahai的研究助理，参与SLAC实验室的技术装置研发。