Laserblæsning af antimateriale tilværes

Antimaterie er et eksotisk materiale, der fordamper, når det kommer i kontakt med almindeligt stof. Hvis du rammer en antimateriel baseball med en flagermus lavet af almindeligt stof, det ville eksplodere i et lysudbrud. Det er sjældent at finde antimateriale på Jorden, men det menes at eksistere i universets fjerneste strækninger. Overraskende, antimateriale kan skabes ud af den blå luft - forskere kan skabe sprængninger af stof og antimateriale samtidigt ved hjælp af lys, der er ekstremt energisk.

Hvordan laver forskere antimateriale? Når elektroner, negativt ladede subatomære partikler, bevæger sig frem og tilbage, de afgiver lys. Hvis de bevæger sig meget hurtigt, de afgiver meget lys. En god måde at få dem til at bevæge sig frem og tilbage er at sprænge dem med kraftige laserpulser. Elektronerne bliver næsten lige så hurtige som lys, og de genererer stråler af gammastråler (figur 1). Gammastråler er som røntgenstråler, såsom dem på lægekontorer eller lufthavnens sikkerhedslinjer, men er meget mindre og har endnu mere energi. Lysstrålen er meget skarp, omkring tykkelsen af ​​en synål, selv få meter væk fra kilden.

Når gammastråler fremstillet af elektroner løber ind i hinanden, de kan skabe stof-antimaterie-par-en elektron og en positron. Nu, forskere har udviklet et nyt trick til at skabe disse stof-antimateriepar endnu mere effektivt.

"Vi udviklede en 'optisk fælde', der forhindrer elektronerne i at bevæge sig for langt, efter at de udsender gammastråler, "sagde Marija Vranic fra universitetet i Lissabon, der vil præsentere sit arbejde på American Physical Society Division of Plasma Physics møde i Portland, Malm. "De bliver fanget, hvor de igen kan blive ramt af de kraftige laserpulser. Dette genererer flere gammastråler, hvilket skaber endnu flere partikler. "

Denne proces gentages, og antallet af par vokser meget hurtigt i det, der kaldes en "kaskade". Processen fortsætter, indtil de partikler, der er blevet skabt, er meget tætte (figur 2).

Kaskader menes at forekomme naturligt i fjerne hjørner af universet. For eksempel, hurtigt roterende neutronstjerner kaldet pulsarer har ekstremt stærke magnetfelter, en billion gange stærkere end magnetfelterne på jorden, der kan producere kaskader.

At studere kaskader i laboratoriet kunne belyse mysterier relateret til astrofysiske plasmaer under ekstreme forhold. Disse bjælker kan også have industrielle og medicinske anvendelser til ikke-invasiv billedbehandling med høj kontrast. Yderligere forskning er nødvendig for at gøre kilderne billigere og mere effektive, så de kan blive bredt tilgængelige.