Dobbelt oprettelse af antimateriale ved hjælp af samme laser energi

Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskere har opnået en næsten 100 procent stigning i mængden af ​​antimateriale, der er skabt i laboratoriet.

Brug af mål med mikrostrukturer på laserinterfacet, holdet skød en højintensitetslaser igennem dem og så en stigning på 100 procent i mængden af ​​antimateriale (også kendt som positroner). Forskningen vises i Anvendt fysik bogstaver .

Tidligere forskning ved hjælp af en lille guldprøve skabte omkring 100 milliarder partikler af antimateriale. De nye forsøg fordobler det.

"Disse vellykkede eksperimentelle resultater er vigtige for Livermore positron -projektet, hvis store mål er at lave nok elektron-positron antimateriale til at studere fysikken i gammastråleudbrud, "sagde Hui Chen, projektleder og medforfatter af papiret. "Men vi fandt ud af, at eksperimenterne også skabte en højenergi (MeV) røntgenbelysning, der kan trænge igennem meget tætte genstande, hvilket er vigtigt for mange aspekter af videnskab med høj energitæthed. "

Når nok energi presses ind i et meget lille rum, såsom under partikelkollisioner med høj energi, partikel-antipartikelpar fremstilles spontant. Når energi omdannes til masse, både stof og antimateriale skabes i lige store mængder. I disse forsøg, intense laser-plasma-interaktioner producerer elektroner med meget høj energi, hvis energi, når man interagerer med guldmålet, kan generere elektron-positronpar.

Forskerne brugte tidligere resultater og nye simuleringer til at designe mikrostrukturer, som enten kunne forstærke eller formindske denne interaktion, hvilket fører til forbedret eller undertrykt positrongenerering i forhold til den tidligere kendte teknik. Medforfatter Anthony Link sagde, at "aftalen mellem simuleringerne og eksperimentet er bemærkelsesværdig, giver os tillid til, at vi fanger de vigtigste fysiske mekanismer. "

Evnen til at skabe talrige positroner i et lille laboratorium åbner døren til nye veje inden for anti-stofforskning, herunder en forståelse af fysikken, der ligger til grund for forskellige astrofysiske fænomener, såsom sorte huller og gammastråleudbrud samt en vej mod et tæt elektron-positronplasma i laboratoriet.

"Tilføjelse af frontoverflademikrostrukturer til det typiske guldmål udgør en omkostningseffektiv tilgang til væsentligt at øge positronudbyttet, samtidig med at de samme laserbetingelser bevares. Det er et skridt videre mod at bruge lasergenererede positronkilder til forskellige applikationer, "sagde Jiang Sheng, hovedforfatter til papiret.