Gammastråler når ud over lysets grænser

Forskere har opdaget en yderst effektiv måde at producere højenergi fotonbjælker. Den opnåede energi er en milliard gange højere end energien af ​​fotoner i synligt lys. Disse højintensitets gammastråler overstiger betydeligt alle kendte grænser, og bane vejen mod nye grundlæggende undersøgelser.

"Når vi overskrider grænsen for, hvad der i øjeblikket er muligt, vi kan se dybere ind i naturens grundelementer. Vi kan dykke ned i den dybeste del af atomkernerne, "siger Arkady Gonoskov, forsker ved Institut for Fysik på Chalmers University of Technology.

Resultaterne blev for nylig offentliggjort i high impact journal Fysisk gennemgang X . Den nye metode er et resultat af et samarbejde mellem Chalmers University of Technology i Sverige, Institute of Applied Physics og Lobachevsky University i Rusland og University of Plymouth i Storbritannien. Fysikere inden for forskellige områder, såvel som dataloger, har formået at udarbejde de numeriske modeller og analytiske skøn til simulering af disse ultrastærke gammastråler på en ny og på en eller anden måde uventet måde.

I normale tilfælde, hvis du skyder en laserpuls mod et objekt, alle partikler spredes. Men hvis laserlyset er intens nok, og alle parametre er rigtige, forskerne har fundet ud af, at partiklerne i stedet er fanget. De danner en sky, hvor stofpartikler og antimateriale skabes og begynder at opføre sig i en helt særlig, usædvanlig måde.

"Skyen af ​​fangede partikler omdanner effektivt laserenergien til kaskader af højenergifotoner - et fænomen, der er meget heldigt. Det er en fantastisk ting, at fotoner fra denne kilde kan have så høj energi, "siger Mattias Marklund, professor ved Institut for Fysik på Chalmers.

Opdagelsen er yderst relevant for fremtidens store laserfaciliteter, der er under udvikling lige nu. De mest intense lyskilder på jorden vil blive produceret på sådanne forskningsfaciliteter - lige så store som fodboldbaner.

"Vores koncept er allerede en del af det eksperimentelle program, der foreslås for en sådan facilitet:Exawatt Center for ekstreme lysstudier i Rusland. Vi ved stadig ikke, hvor disse undersøgelser vil føre os, men vi ved, at der endnu er ting, der skal opdages inden for atomfysik, for eksempel nye energikilder. Med grundlæggende undersøgelser, du kan sigte mod noget og ende med at opdage noget helt andet - hvilket er mere interessant og vigtigt, "siger Arkady Gonoskov.