РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Мощные лазеры могут создавать антивещество, имитируя условия нейтронной звезды

Некоторые из величайших загадок космологии связаны с антивеществом, но его очень трудно изучать, поскольку чрезвычайно сложно получить в лаборатории. Группа физиков обрисовала в общих чертах относительно простой новый способ создания антивещества, который поможет продвинуться в данном направлении.
Тэги:
Мощные лазеры могут создавать антивещество, имитируя условия нейтронной звезды

Направляя два лазера друг на друга, ученые фактически воспроизводят условия в окрестностях нейтронных звезд, преобразуя свет в материю и антивещество

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сам концепт антивещества звучит просто — оно похоже на обычное вещество, за исключением того, что его частицы имеют противоположный заряд. Однако это отличие несет в себе крайне важные последствия: если материя и антивещество когда-либо встретятся, они аннигилируют друг друга с выделением огромного количества энергии. Фактически, это обстоятельство должно было разрушить Вселенную миллиарды лет назад, но, очевидно, этого не произошло. Так почему именно материя стала доминировать в мироздании? Что склонило чашу весов в ее пользу? И, что самое интересное, куда делось все антивещество?

К сожалению, из-за нехватки и нестабильности антивещества трудно найти ответы на эти вопросы. Он создается естественным образом в экстремальных условиях, таких как удары молнии, вблизи черных дыр и нейтронных звезд, а также искусственно на огромных объектах, таких как Большой адронный коллайдер.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Но теперь исследователи разработали новый метод, позволяющий производить антивещество даже в небольших лабораториях. Хотя команда еще не построила устройство, предварительное моделирование показывает, что этот принцип реализуем.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Прибор опирается на концепцию стрельбы двумя мощными лазерами по пластиковому блоку. Этот блок будет пронизан крошечными каналами шириной всего в микрометры. Когда каждый лазер поражает цель, он ускоряет облако электронов в материале и заставляет их двигаться все быстрее — пока они не столкнутся с облаком электронов, идущим в другую сторону от противоположного лазера.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Изменение плотности плазмы под воздействием лазеров
Toma Toncian
Симуляция того, как изменяется плотность плазмы (черно-белая) при попадании на нее мощных лазеров с обеих сторон.

Это столкновение производит множество гамма-лучей, а из-за чрезвычайно узких каналов фотоны с большей вероятностью также столкнутся друг с другом. Это, в свою очередь, спровоцирует появление потоков вещества и антивещества, в частности электронов и их «антивещественного» эквивалента — позитронов. Наконец, магнитные поля вокруг системы фокусируют позитроны в пучок антивещества и ускоряют его до чрезвычайно высокой энергии.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Такие процессы могут иметь место, в том числе, в магнитосфере пульсаров, то есть быстро вращающихся нейтронных звезд», — рассказал автор исследования Алексей Арефьев. «В рамках новой концепции такие явления можно было бы смоделировать в лаборатории, по крайней мере, до некоторой степени, которая позволила бы нам лучше понять их природу».

Команда заявляет, что новый метод очень эффективен и производит в 100000 раз больше позитронов, чем один лазер. При этом лазеры не обязательно должны достигать пиковых мощностей с самого начала. Результирующий пучок антивещества может достигать энергии 1 гигаэлектронвольт (ГэВ) на расстоянии всего 50 микрометров, что обычно требует крупномасштабных ускорителей частиц.

На данный момент концепция остается спекулятивной, но команда утверждает, что технологии, позволяющие реализовать ее, уже существуют и даже реализованы на некоторых объектах. Новое изобретение может подарить более детальное понимание экстремальных условий, что формируются вокруг черных дыр и нейтронных звезд, и потенциально помочь нам разгадать космическую загадку антивещества.

Загрузка статьи...