L'annihilation mutuelle stimulée est un processus dans lequel un faisceau de positrons et un faisceau d'électrons entrent en collision, provoquant l'annihilation mutuelle des positrons et des électrons et la libération de rayons gamma. Si les faisceaux sont suffisamment intenses, les rayons gamma peuvent stimuler l’émission de rayons gamma supplémentaires, conduisant à une réaction en chaîne et à la production d’un laser gamma.

Pour fabriquer un laser à rayons gamma utilisant l'annihilation mutuelle stimulée, les étapes suivantes sont nécessaires :

1. Créez un faisceau de positons. Cela peut être réalisé en accélérant les électrons à une énergie élevée, puis en leur permettant de frapper un matériau cible, ce qui amènera les électrons à émettre des positons.

2. Créez un faisceau d'électrons. Cela peut être réalisé par émission thermoionique, photoémission ou émission de champ.

3. Entrez en collision des faisceaux de positrons et d'électrons. Cela peut être réalisé en focalisant les faisceaux sur une petite région à l’aide de lentilles magnétiques.

4. Stimulez l'émission de rayons gamma supplémentaires. Cela peut être réalisé en plaçant un miroir à haute réflectivité à une extrémité de la région de collision. Les rayons gamma rebondiront entre les miroirs, stimulant l’émission de rayons gamma supplémentaires.

Si les faisceaux de positrons et d'électrons sont suffisamment intenses, les rayons gamma stimuleront l'émission d'un nombre suffisant de rayons gamma supplémentaires pour produire un laser gamma. Le laser à rayons gamma émettra un faisceau de rayons gamma avec une bande passante très étroite et une intensité très élevée.

Les lasers gamma ont un large éventail d'applications potentielles, notamment l'imagerie médicale, le traitement du cancer et le traitement des matériaux. Cependant, le développement des lasers à rayons gamma en est encore à ses débuts et de nombreux défis restent à relever avant de pouvoir les utiliser pour des applications pratiques.