L'annichilazione reciproca stimolata è un processo in cui un fascio di positroni e un fascio di elettroni entrano in collisione, provocando l'annichilazione reciproca dei positroni e degli elettroni e il rilascio di raggi gamma. Se i raggi sono sufficientemente intensi, i raggi gamma possono stimolare l'emissione di ulteriori raggi gamma, portando ad una reazione a catena e alla produzione di un laser a raggi gamma.

Per realizzare un laser a raggi gamma utilizzando l'annichilazione reciproca stimolata, sono necessari i seguenti passaggi:

1. Crea un fascio di positroni. Ciò può essere fatto accelerando gli elettroni ad alta energia e quindi consentendo loro di colpire un materiale bersaglio, il che farà sì che gli elettroni emettano positroni.

2. Crea un fascio di elettroni. Questo può essere fatto mediante emissione termoionica, fotoemissione o emissione di campo.

3. Collidere i fasci di positroni ed elettroni. Questo può essere fatto focalizzando i raggi in una piccola regione utilizzando lenti magnetiche.

4. Stimolare l'emissione di raggi gamma aggiuntivi. Ciò può essere fatto posizionando uno specchio ad alta riflettività a un'estremità della regione di collisione. I raggi gamma rimbalzeranno avanti e indietro tra gli specchi, stimolando l'emissione di ulteriori raggi gamma.

Se i fasci di positroni ed elettroni sono sufficientemente intensi, i raggi gamma stimoleranno l'emissione di un numero sufficiente di raggi gamma aggiuntivi per produrre un laser a raggi gamma. Il laser a raggi gamma emetterà un fascio di raggi gamma con una larghezza di banda molto stretta e un'intensità molto elevata.

I laser a raggi gamma hanno un’ampia gamma di potenziali applicazioni, tra cui l’imaging medico, la terapia del cancro e la lavorazione dei materiali. Tuttavia, lo sviluppo dei laser a raggi gamma è ancora nelle fasi iniziali e rimangono ancora molte sfide prima che possano essere utilizzati per applicazioni pratiche.