Ученые построили «позитронную пушку», умещающуюся на столе, и при этом способную производить количество античастиц, сопоставимое с возможностями дорогостоящего оборудования CERN.

Излучатель электронов и позитронов может быть использован для изучения релятивистских джетов в лабораторных условиях

Позитроны (античастицы электронов) можно встретить не только в научных лабораториях, но и в «естественной среде обитания» — джетах, испускаемых черными дырами и пульсарами. Чтобы получить позитроны для изучения в лабораторных условиях, используется громоздкое и дорогостоящее оборудование — например, ускорители частиц, входящие в состав комплекса CERN. Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории (США) научились получать позитроны, облучая крошечный золотой диск с помощью очень мощного лазера.

Новая работа международной группы ученых, создавшая компактный генератор электронов и позитронов, базируется на разработке команды из Техасского университета, построившей «настольный» ускоритель, который работал только с электронами.

Пучки электронов и позитронов, генерируемые установкой, длина которой не превышает метра, отлично моделируют те, которые встречаются в релятивистских струях астрономических объектов, отмечают ученые.

Для работы установки необходим петаваттный лазер, излучение которого направляется на образец инертного газа — гелия. В результате формируется поток электронов, движущихся с высокой скоростью. Когда этот поток попадает на тонкий лист металла, в результате взаимодействия электронов с отдельными атомами металла образуются как электроны, так и позитроны, которые затем разделяются на два пучка в магнитном поле.

Каждый импульс лазера продолжительностью всего 30 фемтосекунд способен породить квадриллионы позитронов, что сопоставимо с производительностью оборудования CERN.

По сообщению PhysOrg