Eine Gruppe von Forschern hat eine überraschend einfache Methode zur Wiederherstellung der Bedingungen in der Nähe eines Neutronensterns skizziert, ein Durchbruch, der zu neuen ungeahnten wissenschaftlichen Entdeckungen führen könnte, die sich um die mysteriöse Rolle der Antimaterie drehen, aBericht von Neuer Atlas erklärt.
Das Physikerteam hat ein Gerät entwickelt, das in einem Artikel in der beschrieben ist.Tagebuch Kommunikationsphysik, das zwei Laser aufeinander feuert. Das Ergebnis ist, dass die Energie der beiden Laser gleichzeitig in Materie in Form von Elektronen sowie in Antimaterie in Form von Positronen umgewandelt wird.
Laserzangen könnten kontrollierte Strahlen von Antimaterie in Labors ermöglichen
Die Seltenheit und Instabilität von Antimaterie machen es notorisch schwierig, sie zu untersuchen. Sie wird typischerweise in der Nähe von Schwarzen Löchern und Neutronensternen produziert, während sie hier auf der Erde nach Blitzeinschlägen oder in Einrichtungen wie dem Large Hadron Collider beobachtet werden kannneue MethodeWissenschaftler auf der ganzen Welt können jedoch jetzt Antimaterie im Labor herstellen. Obwohl sie das zur Herstellung von Antimaterie erforderliche Lasergerät noch nicht bauen müssen, zeigen Simulationen, dass die Prinzipien hinter dem Gerät solide sind.
Konkret wird das neue Gerät, das als "Laserzange" bezeichnet wird, von beiden Seiten zwei leistungsstarke Laser auf einen Kunststoffblock feuern. Der Block enthält winzige, sich überkreuzende Kanäle, nur Mikrometer breit, die helfen, eine Wolke vonElektronen im Material, nachdem der Laser durch den Kunststoff geschossen hat.Wenn die Elektronenwolken der einzelnen Laserstrahlen kollidieren, erzeugen sie eine große Anzahl von Gammastrahlen, die Materie und Antimaterie produzieren – in diesem speziellen Fall Elektronen und ihr Antimaterie-Äquivalent, Positronen. Als zusätzliche Maßnahme nutzt das Gerät auch Magnetfelder, um die Positronen zu einem fokussierten Strahl zu konzentrieren.
„Auf einer Entfernung von nur 50 Mikrometern sollen die Teilchen eine Energie von einem Gigaelektronenvolt GeV erreichen – eine Größe, die normalerweise einen ausgewachsenen Teilchenbeschleuniger erfordert“, erklären die Forscher in ihre Pressemitteilung.
Untersuchung des Geheimnisses der Materie-Antimaterie-Asymmetrie
Das Physikerteam sagt, dass der von seinem Gerät replizierte Prozess wahrscheinlich Prozesse widerspiegelt, die in der Magnetosphäre von Pulsaren beobachtet werden, bei denen es sich um schnell rotierende Neutronensterne handelt. „Mit unserem neuen Konzept könnten solche Phänomene zumindest für einige im Labor simuliert werdenAusmaß, was uns dann erlauben würde, sie besser zu verstehen", erklärt Alexey Arefiev, einer der Autoren der Studie.
Antimaterie, die aus den entgegengesetzt geladenen Teilchen der "gewöhnlichen" Materie besteht, ist im Vergleich zur Materie überraschend selten, und Wissenschaftler sind sich nicht ganz sicher, warum das so ist. Die neue Forschung könnte Wissenschaftlern helfen, dieses Geheimnis von Materie und Antimaterie zu lüftenAsymmetrie, die besagt, dass Materie und Antimaterie in den Jahren nach dem Urknall hätten kollidieren und vernichten sollen, da sie vermutlich in gleichen Mengen produziert wurden.
Neue Erkenntnisse, wie die erste BeobachtungMaterieteilchen werden zu Antimaterie, erlauben es Wissenschaftlern, Fragmente langsam zusammenzusetzen und ein besseres Gesamtverständnis zu erlangen, aber wir sind noch weit davon entfernt zu wissen, warum die Menge an Antimaterie im Universum so viel geringer ist als die des Gegenteils. Die Entdeckung des Grundes könnte sich verschiebenunser gesamtes Verständnis des Universums und führen zu neuen, bisher ungeahnten Forschungswegen.