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 munkatársának vezetésével 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)

A figyelmetekbe ajánljuk