Egy új tanulmány bebizonyította, hogy a kutatók hogyan képesek gyorsabb antianyag-sugár létrehozására fény felhasználásával.
Fizikusok egy csoportja kimutatta, hogy nagy intenzitású lézerekkel összeütköző gammafotonok (melyek a fény legenergiadúsabb hullámhosszai) felhasználhatók elektron-pozitron (a pozitron az elektron antirészecskéje) párok előállítására.
Ez segíthet megérteni az univerzum legizgalmasabb objektumait, vagyis a neutroncsillagokat.
Az anyag-antianyag részecskék - egy elektron és egy pozitron - fotonokból történő létrehozásának folyamatát Breit-Wheeler folyamatnak nevezik és kísérletileg rendkívül nehéz megvalósítani.
Nagyon kicsi ugyanis annak a valószínűsége, hogy két foton ütközni fog. A megfigyelés esélyeinek maximalizálása érdekében nagyon nagy energiájú fotonokra vagy gamma-sugarakra van szükség.
Még nem vagyunk képesek gamma-sugár-lézert készíteni, ezért a Breit-Wheeler folyamat jelenleg kísérletileg nem mehet végbe. Ám nemrég Yutong He, a Kaliforniai Egyetem munkatársánakvezetésével fizikusok egy csoportja új megoldást javasolt, amely szimulációik szerint valóban működhet.
Lézerekkel állítottak fel elméletet ennek érdekében a kutatók. Amikor a lézerimpulzusok behatolnak a mintába, felgyorsítják a rendkívül gyors elektronfelhőket, ezek aztán teljes erővel száguldanak egymás felé, kölcsönhatásba lépve az ellenkező irányban terjedő lézerrel. Az így létrejövő ütközés annyira energikus, hogy gammafoton felhőt hoz létre.
Ezeknek a gammafotonoknak össze kell ütközniük, hogy elektron-pozitron párokat hozzanak létre - állítják a kutatók, Einstein általános relativitáselméletének megfelelően.
Összetett számítógépes szimuláció segítségével a kutatók tesztelték modelljüket, és megállapították, hogy annak működnie kell, még akkor is, ha a korábbi javaslatoknál kevésbé hatékony lézereket használnak.
Ilyen folyamatok valószínűleg többek között a pulzárok (gyorsan forgó neutroncsillagok) magnetoszférájában zajlanak le
– mondta Alexey Arefiev fizikus, az egyetem munkatársa.
A tudósok remélik, hogy kísérletüket a nemrégiben megnyitott és rendkívül fejlett romániai Extreme Light Infrastructure Nuclear Physics létesítményben hajthatják végre, amely két erős, rövid impulzusú lézerrel és gamma-sugárral is rendelkezik.
(Forrás: Science Alert)
