長期以來，建造原子核伽馬激光器一直是個難題。據美國物理學家組織網5月2日報道，莫斯科大學核物理專家最近提出了一種新方案，并從理論上證明，釷原子核受激產生的伽馬輻射也能發出相干“可見”光。相關研究發表在最近出版的《物理評論快報》上。

　　盡管原子核伽馬射線激光也是以受激輻射為基礎，但操作起來卻和普通激光大不相同。在通常物質中，處于低能級的原子數大于處于高能級的粒子數，為了得到激光，必須使高能級上的粒子數目大于低能級上的原子數目，這種情況稱為粒子數反轉。在普通激光中，粒子數反轉是讓高能態電子比低能態電子多。普通激光的光子由原子或離子發出，而伽馬射線激光的光子是由原子核發出，也稱為原子核光。

　　原子核光的產生至少要克服兩個基本難題：一是積累一定量的同質異能原子核(能長時間保持激發態的原子核)，二是縮小伽馬射線發射界限。莫斯科大學核物理學院的尤金?塔卡利亞解釋說，他們利用釷元素的獨特原子核結構，滿足了這些要求，與外部激光的光子直接反應的是釷原子核，而不是它的電子。

　　研究小組使用了一種鋰?鈣?鋁?氟(LiCaAlF6)混合物，并用釷替代了其中一些鈣。當足夠數量的同質異能釷原子核被外部激光激發后，原子核跟周圍的電磁場發生反應，產生了粒子數反轉，使整個系統中激發態的原子核多于非激發態原子核。然后，原子核能夠發射或吸收光子而不會反沖，能發光而不會損失能量。

　　塔卡利亞表示，該研究中的原子核伽馬射線激光只能發射“可見的”真空紫外光或稱視覺范圍的伽馬射線。其應用之一是，可作為原子核頻率的度量標準，即“原子核鐘”。此外，該設備還可用以測試許多自然界的基本屬性，如衰變指數定律和精細結構常數的變化效應等。