Ученые научились создавать антиматерию с помощью лазера
Антиматерия — экзотический материал. Если ударить обычной битой по бейсбольному мячу из антиматерии, он взорвется вспышкой света. Это вещество можно найти лишь в дальних уголках Вселенной, на Земле его практически нет. Однако ученые подошли вплотную к его созданию прямо из воздуха, используя лазер.
Как они это делают? Дело в том, что, когда электроны двигаются вперед и назад, они выделяют свет — чем быстрее, тем больше. Верный способ заставить их это делать — взрывать их мощными лазерными импульсами. Электроны почти достигают скорости света, тем самым генерируя пучки гамма-лучей. Гамма-лучи похожи на рентгеновские лучи, используемые, к примеру, в кабинетах врачей или на линиях безопасности в аэропортах, однако они имеют еще больше энергии, значительно уступая в размерах: этот луч такой же острый и тонкий, как игла для шитья.
Когда гамма-лучи, создаваемые электронами, сталкиваются друг с другом, они могут создавать пары материи и антиматерии — электрон и позитрон. Ученые из Лиссабонского университета разработали новый, еще более эффективный способ для создания пар материи и антиматерии. Результаты их трудов опубликованы в журнале American Physical Society.
«Мы разработали «оптическую ловушку», которая не позволяет электронам перемещаться слишком далеко после момента излучения гамма-лучей. Мы ловим их и снова поражаем мощными лазерными импульсами, создавая больше гамма-лучей, что дает нам еще больше пар частиц», — рассказывает исследователь Мария Вланич.
Ловушка образована четырьмя лазерами, расположенными в одной плоскости и направленными в одну точку. Когда лазеры перекрываются, они образуют двумерную волну с электрическими полями, как на рисунке выше. В центре — крошечный объект: нанопроволока в 100 раз тоньше человеческого волоса. Электроны удаляются с проволоки и ускоряются до скорости, близкой к скорости света. Попадая в волну, они теряют большую часть своей энергии, излучая свет, и поэтому разгоняются снова. Фотоны производят пары электронов и позитронов, которые также попадают в ловушку. Этот процесс может создать плотную плазму электронов позитронов, которая в конечном счете преобразует большую часть доступной лазерной энергии в гамма-лучи.
По словам ученого, повторение процесса влечет за собой появление новых пар в так называемом каскаде. Процесс продолжается до тех пор, пока созданные частицы не становятся достаточно плотными. Как полагают исследователи, эти каскады происходят естественным образом в далеких уголках Вселенной. Например, быстровращающиеся нейтронные звезды, называемые пульсарами, имеют чрезвычайно сильные магнитные поля — в триллион раз мощнее, чем магнитные поля на Земле.
Изучение каскадов в лаборатории прольет свет на тайну астрофизической плазмы в экстремальных условиях, а лучи могут иметь промышленное и медицинское применение. Ученые уверяют в необходимости дальнейших исследований, чтобы найти более дешевые и эффективные источники для повсеместного использования.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии