Антиматерию трудно изучать. Естественным путем она возникает в экстремальных условиях, например, в результате разряда молнии или рядом с черной дырой и нейтронной звездой, а искусственным образом ее можно получить в Большом адронном коллайдере.
Интересно Ученые создали тончайший в мире двумерный магнит – где его применят
Однако теперь исследователи разработали новый метод получения антиматерии, для которого достаточно небольшой лаборатории. Опытный образец оборудования еще не построен, но расчеты и моделирование показали, что принцип рабочий.
Как работает устройство для образования антиматерии в лабораторных условиях
В основе устройства – два мощных лазера, стреляющих лучами по дуге в боковые стороны пластикового блока. Сам блок испещрен крошечными микрометровыми каналами. Когда луч попадает в цель, он ускоряет облако электронов в материале и посылает их в разные стороны, пока они не столкнутся с облаком электронов, движущихся со стороны второго лазера.
От столкновения возникает множество гамма-лучей и, поскольку каналы очень узкие, вероятность столкновения фотонов будет выше. Так возникают частицы материи и антиматерии, в частности электроны и позитроны. А магнитные поля вокруг системы фокусируют позитроны в луч антиматерии и ускоряют их до очень высоких значений.
Такие процессы, вероятнее всего, проходят в магнитосфере пульсаров, то есть в нейтронной звезде, которая быстро вращается. С помощью нашей новой концепции такие феномены можно будет имитировать в лаборатории, что позволит нам лучше их понять,
– сказал Алексей Арефьев, автор исследования из Калифорнийского университета в Сан-Диего
По словам ученых, новая технология позволяет получать в 100 000 раз больше позитронов, чем один лазер, а необходимая мощность аппаратов не слишком высока. Луч антиматерии на выходе способен достигать 1 гигаэлектронвольт энергии в пространстве всего 50 микрометров, хотя обычно на это требуются большие ускорители частиц.