Вивченню антиматерії заважає те, що її неможливо створити в потрібній кількості в лабораторних умовах. Вчені створили технологію, яка дозволяє обійти обмеження.

Як повідомляють дослідники в журналі Nature, нова технологія передбачає використання двох лазерів, чиї промені стикаються в просторі. Таким чином вчені створюють умови близькі до тих, що виникають біля нейтронних зірок. Таким чином вченим вдається перетворити світло в матерію та антиматерію.
Як відомо, антиматерія – матерія, що складається з античастинок – «дзеркальних зображень» ряду елементарних частинок, які мають однакові спіни й масу, але відрізняються один від одного знаками всіх інших характеристик взаємодії: електричного і колірного заряду, баріонів і лептонних квантових чисел. Деякі частинки, наприклад фотон, не мають античастинок або, що те ж саме, є античастинками стосовно самих себе.
Проблема в тому, що нестабільність антиматерії заважає відповісти на багато питань про її природу і властивості. Крім того, відповідні частки зазвичай з’являються в екстремальних умовах – в результаті удару блискавок, поблизу нейтронних зірок, чорних дір або в лабораторіях великого розміру і потужності – на кшталт Великого адронного колайдера.
Поки новий метод не отримав експериментального підтвердження. Однак віртуальне моделювання говорить про те, що метод спрацює навіть у відносно невеликої лабораторії. Нове обладнання передбачає використання двох потужних лазерів і пластикового блоку, який пронизаний тунелями діаметром в декілька мікрометрів. Як тільки лазери потрапляють в ціль, вони прискорюють хмари електронів блоку і ті спрямовуються назустріч один одному.
Тимін міг захищати давню ДНК від ультрафіолету і спрямовувати її еволюцію
Лабораторні досліди показують, що тимін під дією ультрафіолету зазнає більш зворотних ушкоджень, ніж урацил. Це могло допомогти раннім генетичним молекулам вижити на молодій Землі.
Прихована структура купратів виявилася перешкодою для надпровідності
Новий рентгенівський аналіз показав, що кристали купратних надпровідників складаються з «латок» різних структур, а широкі межі між ними можуть послаблювати надпровідність.
Рукопис Шредінгера показав неочікуваний погляд на випадковість
У знайденому рукописі Ервіна Шредінгера виявили детерміністичну модель для квантових частинок і водночас сильний захист ідеї невизначеності в природі.
Фізики змусили метаматеріал самостійно утворити часовий кристал
Фізики спостерігали, як у 3D-друкованому метаматеріалі хаотичні коливання самі перетворюються на стійкий ритм, подібний до часових кристалів. Це показує новий шлях до самоорганізації матерії в часі.
Кембрійська істота змінює уявлення про предків морських зірок
Скам’янілі рештки Yujingia glutenotunica віком 518 мільйонів років показують, що спільний предок морських зірок і червів-жолудів мав щупальця й жив на дні моря, а не рився в осаді як черв’як.
Світло виявило конкуренцію псевдощілини й надпровідності в купратах
Інтенсивні лазерні імпульси тимчасово руйнують надпровідність у купратах і вмикають асиметричну псевдощілину за температур нижчих за критичну, що свідчить про конкуренцію квантових фаз.
Лазери перетворили звичайний пластик на мільярди нанодіамантів
Фізики за допомогою потужних лазерів стиснули тонку плівку пластику до умов, подібних до надр Нептуна й Урана, та отримали мільярди надчистих нанодіамантів розміром у кілька нанометрів.
БіоПайкрит робить лід удесятеро міцнішим за звичайний
Дослідники створили композитний лід BioPykrete, який за стисканням наближається до бетону, у 10 разів міцніший за звичайний лід і поглинає значно більше енергії перед руйнуванням.
Літієве покриття зменшує втрату палива в токамаках
Дослідники порівняли, як літій утримує дейтерій у стінках токамака, залежно від способу нанесення. Попереднє покриття виявилося ефективнішим за порошкове впорскування.
Квантова механіка обмежує швидкість досягнення теплової рівноваги
Фізики математично довели, що існує універсальна квантова межа швидкості, з якою системи з різною температурою їхніх частин можуть досягати теплової рівноваги.
Експеримент під горою в Італії відкинув гравітаційне пояснення кота Шредінгера
Детектор у підземній лабораторії Гран-Сассо не виявив слабкого випромінювання, яке передбачала 60‑річна гравітаційна теорія квантової декогеренції. Це звужує коло можливих моделей зв’язку між квантовою механікою та гравітацією.
Європейський XFEL створив рекордно інтенсивні рентгенівські спалахи
На Європейському XFEL вдалося сфокусувати жорсткі рентгенівські імпульси тривалістю близько 300 аттосекунд у пляму нанометрового розміру, досягнувши рекордної інтенсивності.
Загублена колекція бурштину з Єни відкрила нові види комах
У підвалі музею в Єні знайшли забуту колекцію смол із включеннями комах. Хімічний аналіз показав помилки в підписах і дозволив описати два нові види.
Фізики у Кореї у 50 разів уточнили ключову частоту стронцію
Корейський інститут стандартів і науки вперше з 1938 року заново виміряв важливу оптичну частоту атома стронцію, зменшивши невизначеність більш ніж у 50 разів. Це спростить точний контроль квантових пристроїв.
Геномний аналіз відкрив новий вид мереживниць на островах Огасавара
Японські біологи за допомогою аналізу ДНК виявили, що мереживниця Omoplax desecta на віддалених островах Огасавара насправді складається з двох видів. Це показує, що еволюція острівних комах складніша, ніж здається з морфології.
Фізики виявили новий тип поведінки надпровідника в уранідітелуриді
На поверхні уранідітелуриду зафіксували хвилі густини пар, які зберігаються навіть вище температури переходу в надпровідний стан. Це допомагає зрозуміти, як поводяться куперівські пари.
У бурштині знайшли комаху з гнучким «питним» хоботком
У бурштині віком 99 мільйонів років виявили плантоподібну комаху з надзвичайно довгими й складчастими ротовими органами, здатними згинатися без зминання. Це свідчить про унікальну стратегію живлення соком дерев, якої немає в сучасних видів.
Новий підхід до плазми різко знижує поріг термоядерного займання
Фізики з Прінстона запропонували змінити послідовність нагрівання й стискання плазми. Розрахунки показують, що це може суттєво зменшити енергію для займання.
Новий хижий динозавр з гігантськими кігтями виявився у музеї
У колекції Британського музею майже століття зберігався фрагмент черепа невідомого хижака. Тепер з’ясувалося, що це новий вид мегараптора Invictibellatrix amberina.
Модель Ізінга допомагає відфільтрувати шум у детекторах частинок
Фізик Іван Харук запропонував «ізінгівський» фільтр шуму, який відокремлює корисні сигнали в нейтринних телескопах і трекових детекторах у десятки разів дешевше обчислювально.
Загадковий «золотий корал» утворив нову гілку на дереві життя
У глибинах біля Коста-Рики виявили яскраво-жовтий восьмипроменевий корал Laurinque elenya. Він настільки незвичний, що для нього створили окрему родину.
Відбитки пальців розкрили, хто створював теракотову армію Китаю
Аналіз 2 200‑річних відбитків пальців на статуях теракотової армії показав, що над ними працювали не лише дорослі чоловіки, а й жінки та діти.
Бурштин з М’янми зберіг слід скидання хвоста ящіркою
Крихітний шматок крейдяного бурштину з М’янми містить відкинутий хвіст ящірки й дає прямий доказ того, що захисне скидання хвоста існувало вже 99 млн років тому.
Активація 20 нейронів запускає вивчені рухи в мозку мишей
Нейробіологи з UC San Diego показали, що коротка активація близько 20 спеціально відібраних нейронів у моторній корі мишей може запускати вивчені рухи. Робота поєднує «читання» та «запис» активності мозку з клітинною точністю.
Вчені вперше створили пористий «родич» алмазу діамондіїн
Хіміки з Гетеборзького університету вперше синтезували новий алотроп вуглецю — діамондіїн. Його пориста тривимірна структура нагадує алмаз, але формується без високого тиску.
Фізики вперше побачили «сходи енергії» в квантових переломних точках
Міжнародна команда фізиків уперше експериментально зафіксувала передбачені 40 років тому «сходи енергії» в квантових критичних станах матеріалу, використавши симулятор зі стронцієвих атомів.
Собаки пов’язують «бу́ба» із круглим, а «кі́кі» з колючим образом
Експеримент показав, що свійські собаки частіше дивляться на округлу фігуру, коли чують «бу́ба», і на гостру, коли звучить «кі́кі». Це натякає на спільні з людьми мовно-зорові асоціації.
Дослідники зняли на відео, як жало бджоли без тіла качає отруту
Високошвидкісне відео показало, що відірване жало медоносної бджоли саме занурюється в «шкіру» та безперервно качає отруту за допомогою подвійного мікропоршня.
Малий динозавр Infernogallus мав щелепу для поїдання фруктів
Палеонтологи описали нового динозавра Infernogallus jamesi з формації Хелл-Крік. Будова його щелепи й м’язів вказує на спеціалізацію до м’яких плодів.
Новий динозавр із Зімбабве показав приховане тріасове різноманіття
Понад 210‑мільйонолітній динозавр Musango з території сучасної Зімбабве виявився унікальним для регіону й свідчить про окрему доісторичну екосистему, відмінну від Південної Африки.
На змодельованих зображеннях показано, як змінюється щільність плазми (чорно-біла) при попаданні на неї потужних лазерів з обох сторін. Кольори представляють різні енергії гамма-випромінювання, що виникає при зіткненні.
Таке зіткнення виробляє багато гамма-променів, і через надзвичайно вузькі канали фотонів з більшою ймовірністю також зіткнуться один з одним. Це, своєю чергою, викликає потоки речовини й антиречовини, зокрема електронів і їх еквівалента антиречовини, позитронів. Нарешті, спрямовані магнітні поля фокусують позитрони в промінь і прискорюють його, надаючи неймовірно високу енергію.
Дослідники заявляють, що нова технологія дуже ефективна. Автори впевнені, що потенційно вона здатна створювати в 100 тис. разів більше антиматерії, ніж вдалося б з використанням одного лазера. Крім того, потужність лазерів може бути відносно низькою. При цьому енергетика променів антиматерії буде такою, яка в умовах Землі досягається тільки у великих прискорювачах частинок.
Автори роботи стверджують, що технології, що дозволяють реалізувати її, вже існують на деяких об’єктах.
Дослідження опубліковане в журналі Communications Physics.
Натхнення: hightech.fm