В ускорителе частиц электроны мчатся по кругу почти со скоростью света. Когда такой электрон сталкивается с фотоном — частицей света, — фотон отскакивает, как мячик от летящего грузовика, и улетает с гораздо большей энергией. Это явление называется комптоновским рассеянием и давно используется, чтобы получать гамма-излучение — самое энергичное из всех видов света.
Обычно в ускоритель направляют луч лазера, и он сталкивается с электронами. Но у лазера энергия фотонов невелика, поэтому и гамма-лучи получаются умеренные. В новом эксперименте физики пошли другим путём. В кольце ускорителя электроны, поворачивая, сами испускают ультрафиолетовое излучение — как свет фар на повороте. Это излучение поймали и отправили на многослойное зеркало, которое отразило его обратно в кольцо, точно в пучок электронов. Фотоны ультрафиолета несут энергию 92 электрон-вольта — в сотни раз больше, чем фотоны лазера. Столкновение разогнало их до энергии 0,543 гигаэлектрон-вольта.
Эксперимент провели на японском кольце NewSUBARU с энергией электронов 1 гигаэлектрон-вольт. Скорость счёта гамма-квантов составила 1400 в секунду. Теоретический расчёт точно совпал с измеренным спектром — значит, метод работает как задумано. Теперь такой источник гамма-лучей можно использовать для изучения фотопроизводства адронов — процессов, где из гамма-кванта рождаются частицы, из которых состоят ядра атомов.
Зеркало для ультрафиолета сделано из чередующихся слоёв молибдена и кремния — толщина каждого слоя всего несколько атомов, вместе они работают как одна отражающая поверхность.
В фантастике гамма-лазеры часто изображают как оружие невероятной силы — теперь для них появился более компактный способ накачки.