Ученые научились создавать антиматерию с помощью лазера
06.11.2018
5 минут
Редакция
2
172

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

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.
21 февраля
4 минуты
Полина Гершберг

Периваскулярная жировая ткань вокруг сосудов не только накапливает липиды, но и непосредственно влияет на релаксацию сосудистых тканей.

21 февраля
4 минуты
НИТУ «МИСиС»

Коллектив ученых из НИТУ «МИСиС» провел комплексную оценку влияния нано- и микродобавок алюминия, бора, цинка, никеля, меди и молибдена на скорость горения твердого топлива, содержащего алюминиевые порошки. Эксперимент показал, что наиболее эффективными добавками являются наночастицы меди. Добавление ее в топливо позволит увеличить скорость ракет в пять раз.

21 февраля
17 минут
Александр Березин

На борту круизного лайнера Diamond Princess в феврале 2020 года случился настоящий разгул эпидемии Covid-19. Судно поместили на карантин, во время которого по идее пассажиры должны были отсиживаться по каютам. Несмотря на это, каждый шестой там заболел. За пределами Китая нигде больше нет такого числа заразившихся — ни в одной стране. Стали говорить, что этот корабль — прообраз будущей эпидемии коронавируса по всей планете. Мол, раз тут карантин не помог, значит, не сдержит болезнь и в мировом масштабе. На самом деле, задолго до коронавируса путешествия на круизных лайнерах стали называть «плаванием к болезни». Предположительно роскошное времяпрепровождение часто оборачивалось инфекцией и до коронавируса. Не приходится удивляться, что новому вирусу пришлись по вкусу именно круизные лайнеры. Почему так — рассказываем ниже.

17 февраля
5 минут
Мария Азарова

По мнению исследователей, мидии погибли вследствие «теплового стресса», вызванного повышением температуры океана.

18 февраля
8 минут
Полина Гершберг

Один из наиболее полезных режимов питания оказался хорош с неожиданной стороны: выяснилось, что он способствует развитию кишечных бактерий, связанных с улучшением качества жизни пожилых людей.

19 февраля
4 минуты
Сергей Васильев

В галактике Маркарян 231, расположенной в полумиллиарде световых лет от нас, нашли облака молекулярного кислорода — впервые где-либо вне Млечного Пути.

11 февраля
4 минуты
Сергей Васильев

Экспериментальные данные указали на виды физических нагрузок, которые стимулируют нейропластичность мозга.

28 января
25 минут
Александр Березин

Недавняя научная работа предрекла серьезную эпидемию коронавируса 2019-nCoV. Согласно ей, 95% зараженных еще не зарегистрированы властями, а значит, через пару недель в одной Ухани будут сотни тысяч заболевших. При наблюдаемой смертности от вируса в 2,36% — это многие тысячи погибших. На самом деле, новая работа скорее «ловит хайп» или, если угодно, пытается держать мир настороже, чем описывает реальную эпидемию. Последние данные по заразности коронавируса показывают: он действительно неблестяще передается от человека к человеку. Для эпидемии в Китае этого достаточно, но большое число жертв за пределами этой страны маловероятно. Выясняем почему.

28 января
3 минуты
Полина Гершберг

Ученые создали информационную панель, показывающую распространение китайского коронавируса по миру в режиме реального времени. Данные вносятся из подтвержденных источников — это поможет бороться с дезинформацией.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

ulogin_facebook_960778007465554
07.11.2018
-
0
+
Гуглом перевели, читать невозможно.
ulogin_vkontakte_176913941
06.11.2018
-
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?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: