Лазерная взрывная антиматерия внутри экзистенциональности

in cosmos •  7 months ago  (edited)

Ученые поражают гамма-лучами захваченные электроны для генерации каскада пар материя-антивещество.

image.png
Оптическая ловушка для плазмы вещества-антивещества. Ловушка образована четырьмя лазерами, расположенными в одной плоскости, и все они идут в одну точку. Когда лазеры перекрываются, они образуют двумерную волну с электрическими полями, показанными на рисунке. В центре крошечный объект, нанопроволока в 100 раз тоньше человеческого волоса. Электроны отбиваются от провода и ускоряются с околосветовой скоростью. Они попадают в ловушку волны, поэтому, когда они теряют большую часть своей энергии, излучая свет, они снова разгоняются. Фотоны производят электрон-позитронные пары, которые сами по себе ловушки. Этот процесс может создать плотную электрон-позитронную плазму, которая в конечном итоге преобразует большую часть доступной лазерной энергии в гамма-лучи. ©Мария Вранич, Институт Высшей школы, Лиссабонский университет

Антиматерия - это экзотический материал, испаряющийся при контакте с обычным веществом. Если бы вы попали в бейсбольный мяч из антиматерии битой, состоящей из обычного вещества, он взорвался бы во вспышке света. Редко можно найти антиматерию на Земле, но, как полагают, она существует в самых дальних пределах Вселенной. Удивительно, что антиматерия может быть создана из ничего - ученые могут создавать взрывы материи и антиматерии одновременно, используя чрезвычайно активный свет.

Как ученые создают антиматерию? Когда электроны, отрицательно заряженные субатомные частицы, двигаются вперед и назад, они выделяют свет. Если они двигаются очень быстро, они выделяют много света. Отличный способ заставить их двигаться вперед и назад - это взрывать их мощными лазерными импульсами. Электроны становятся почти такими же быстрыми, как свет, и генерируют пучки гамма-лучей. Гамма-лучи похожи на рентгеновские лучи, например, в кабинетах врачей или на линиях безопасности в аэропортах, но они намного меньше и имеют еще больше энергии. Луч света очень острый, где-то около толщины швейной иглы даже в нескольких метрах от своего источника.

Когда гамма-лучи, создаваемые электронами, сталкиваются друг с другом, они могут создавать пары материи-антивещества - электрон и позитрон. Теперь ученые разработали новый, еще более эффективный трюк для создания этих пар материи-антиматерии.

image.png
Радиация излучаемая высокорелятивистскими электронами. Некоторые электроны теряют 80 процентов своей энергии в одной эмиссии. Этот пучок гамма-луча очень узкий: если вы направите его на стену дома на другой стороне улицы, он сделает пятно меньше, чем ваш кончик пальца. ©Мария Вранич, Институт Высшей школы, Лиссабонский университет.

"Мы разработали "оптическую ловушку", которая мешает электронам перемещаться слишком далеко после того, как они излучают гамма-лучи", - сказала Мария Вланич из Лиссабонского университета, которая представит свою работу в Отделе физического общества физики плазмы Portland, Ore. "Они попадают в ловушку, где их снова можно поразить мощными лазерными импульсами, что создает больше гамма-лучей, еще больше пар частиц".

Этот процесс повторяется, и число пар растет очень быстро в так называемом "каскаде". Процесс продолжается до тех пор, пока частицы, которые были созданы, очень плотные.

Каскады, как полагают, происходят естественным образом в далеких уголках Вселенной. Например, быстро вращающиеся нейтронные звезды, называемые пульсарами, имеют чрезвычайно сильные магнитные поля, в триллион раз сильнее, чем магнитные поля на Земле, которые могут создавать каскады.

Изучение каскадов в лаборатории могло бы пролить свет на тайны, связанные с астрофизической плазмой в экстремальных условиях. Эти лучи могут также иметь промышленные и медицинские приложения для неинвазивного высококонтрастного изображения. Дальнейшие исследования необходимы, чтобы сделать источники более дешевыми и эффективными, чтобы они стали широко доступными.

Источник

Authors get paid when people like you upvote their post.
If you enjoyed what you read here, create your account today and start earning FREE STEEM!