Деякі з найбільших загадок космології пов’язані з антиречовиною, але її дуже важко вивчати, оскільки надзвичайно складно отримати в лабораторії. Група фізиків змалювала в загальних рисах відносно простий новий спосіб створення антиречовини, який допоможе просунутися в цьому напрямку.
Сам концепт антиречовини звучить просто – вона схожа на звичайну речовину, за винятком того, що її частки мають протилежний заряд. Однак ця відмінність несе в собі вкрай важливі наслідки: якщо матерія і антиречовина коли-небудь зустрінуться, вони анігілюють один одного з виділенням величезної кількості енергії. Фактично, ця обставина повинна була зруйнувати Всесвіт мільярди років тому, але, очевидно, цього не сталося. Так чому саме матерія стала домінувати у світобудові? Що схилило чашу терезів на її користь? І, що найцікавіше, куди поділося вся антиречовина?
На жаль, через брак і нестабільності антиречовини важко знайти відповіді на ці питання. Вона створюється природним чином в екстремальних умовах, таких як удари блискавки, поблизу чорних дір і нейтронних зірок, а також штучно на величезних об’єктах, таких як Великий адронний коллайдер.
Але тепер дослідники розробили новий метод, що дозволяє виробляти антиречовину навіть в невеликих лабораторіях. Хоча команда ще не побудувала пристрій, попереднє моделювання показує, що цей принцип реалізуємо.
- У Саудівській Аравії будуть переміщувати сонячну енергію
- Фізик розрахував оптимальну форму келиха для холодного пива
- Новий препарат на третину знижує ризики смертності та рецидиву хвороб серця
Прилад спирається на концепцію стрільби двома потужними лазерами по пластиковому блоку. Цей блок буде пронизаний крихітними каналами шириною всього в мікрометри. Коли кожен лазер вражає ціль, він прискорює хмару електронів в матеріалі й змушує їх рухатися все швидше – поки вони не зіткнуться з хмарою електронів, що йде в інший бік від протилежного лазера.
Це зіткнення виробляє безліч гамма-променів, а через надзвичайно вузькі канали фотони з більшою ймовірністю також зіткнуться один з одним. Це, в свою чергу, спровокує появу потоків речовини і антиречовини, зокрема електронів і їх «антиречовинного» еквівалента – позитронів. Нарешті, магнітні поля навколо системи фокусують позитрони в пучок антиречовини і прискорюють його до надзвичайно високої енергії.
«Такі процеси можуть мати місце, в тому числі в магнітосфері пульсарів, тобто нейтронних зірок, що швидко обертаються», – розповів автор дослідження Олексій Ареф’єв. «У рамках нової концепції такі явища можна було б змоделювати в лабораторії, принаймні, до деякої міри, яка дозволила б нам краще зрозуміти їх природу».
- «Найважчого кота Шредінгера» створили швейцарські фізики
- Алюміній у воді може призводити до кращого розчинення в ній свинцю
- Названий вітамін, який впливає на роботу легенів. Його нестача викликає астму
Команда заявляє, що новий метод дуже ефективний і виробляє в 100000 разів більше позитронів, ніж один лазер. При цьому лазери не обов’язково повинні досягати пікових потужностей з самого початку. Результуючий пучок антиречовини може досягати енергії 1 гіга електронвольт (ГеВ) на відстані всього 50 мікрометрів, що зазвичай вимагає великомасштабних прискорювачів частинок.
Тепер концепція залишається спекулятивною, але команда стверджує, що технології, які дозволяють реалізувати її, вже існують і навіть реалізовані на деяких об’єктах. Новий винахід може подарувати більш детальне розуміння екстремальних умов, що формуються навколо чорних дір і нейтронних зірок, і потенційно допомогти нам розгадати космічну загадку антиматерії.
Натхнення: www.popmech.ru