Ученые научились создавать антиматерию с помощью лазера — Naked Science
5 минут
Редакция
2

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.
Вчера, 15:52
5 минут
Ольга Иванова

Американские ученые проанализировали опыт жизни в изоляции населения Рапа-Нуи, чтобы выяснить, с какими проблемами могут столкнуться первые переселенцы на Марс и как эффективнее решить подобные вопросы.

Вчера, 11:36
3 минуты
Ольга Иванова

Причем древние породы оказались менее чувствительны к отношениям с владельцем, чем молодые.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

11 мая
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[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?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: