06.11.2018
Редакция Naked Science
2
314

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.

1
©Wikipedia

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. 

 

Оптическая ловушка для плазмы материи-антиматерии/ © University of Lisbon

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 21:16
Илья Ведмеденко

Перспективный российский многоцелевой самолет «Байкал» оторвался от земли. Первый полноценный полет машина должна выполнить до конца января.

Позавчера, 11:00
Сергей Васильев

Новые измерения свойств минерала из глубоких слоев мантии показали, что ядро планеты теряет тепло в полтора раза активнее, чем полагали до сих пор.

Позавчера, 19:15
Илья Ведмеденко

Российские специалисты из НПО имени С. А. Лавочкина предложили создать надувной модуль, который будет уводить старые космические аппараты с орбиты.

Позавчера, 11:00
Сергей Васильев

Новые измерения свойств минерала из глубоких слоев мантии показали, что ядро планеты теряет тепло в полтора раза активнее, чем полагали до сих пор.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

Позавчера, 21:16
Илья Ведмеденко

Перспективный российский многоцелевой самолет «Байкал» оторвался от земли. Первый полноценный полет машина должна выполнить до конца января.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

19.12.2021
Александр Речкин

Корпорация Илона Маска с 2012 года разрабатывает космический корабль, который может изменить правила игры в космической отрасли. Starship, как его называют, должен стать многоразовой транспортной системой, способной доставить на Красную планету до 100 человек за раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

Гуглом перевели, читать невозможно.
-
0
+
"этот луч такой же острый, как игла для шитья" - это что за бульварный бред. Или использовать терминологию "но длина волны гамма-излучения ещё короче" слишком сложно?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: