Wie Forscher im Fachmagazin „Nature“ berichten, kommt bei der neuen Technologie zwei Laser zum Einsatz, deren
Antimaterie ist bekanntlich Materie,bestehend aus Antiteilchen – „Spiegelreflexionen“ einer Reihe von Elementarteilchen, die den gleichen Spin und die gleiche Masse haben, sich aber in den Vorzeichen aller anderen Wechselwirkungseigenschaften voneinander unterscheiden: elektrische und Farbladung, Baryonen- und Leptonquantenzahlen. Manche Teilchen, wie zum Beispiel das Photon, haben keine Antiteilchen oder sind, was dasselbe ist, Antiteilchen für sich selbst.
Das Problem ist, dass die Instabilität der Antimateriebehindert die Beantwortung vieler Fragen zu seiner Natur und seinen Eigenschaften. Darüber hinaus treten die entsprechenden Teilchen meist unter extremen Bedingungen auf – als Folge eines Blitzeinschlags, in der Nähe von Neutronensternen, Schwarzen Löchern oder in Labors großer Größe und Leistung, wie dem Large Hadron Collider.
Bis die neue Methode experimentell wurdeBestätigung. Die virtuelle Simulation legt jedoch nahe, dass die Methode auch in einem relativ kleinen Labor funktioniert. Die neue Ausrüstung umfasst den Einsatz von zwei leistungsstarken Lasern und einem Kunststoffblock, der von Tunneln mit einem Durchmesser von mehreren Mikrometern durchbohrt wird. Sobald die Laser das Target treffen, beschleunigen sie die Elektronenwolken des Blocks und stürmen aufeinander zu.
Die simulierten Bilder zeigen, wiedie Dichte des Plasmas (schwarz und weiß) ändert sich, wenn starke Laser von beiden Seiten darauf treffen. Die Farben repräsentieren die unterschiedlichen Energien der bei der Kollision erzeugten Gammastrahlen.
Toma Tonchyan
Eine Kollision wie diese erzeugt viele Gammastrahlen,und wegen der extrem schmalen Kanäle kollidieren auch Photonen eher miteinander. Dies wiederum verursacht Ströme von Materie und Antimaterie, insbesondere von Elektronen und deren Antimaterie-Äquivalent, Positronen. Schließlich fokussieren gerichtete Magnetfelder die Positronen in den Strahl und beschleunigen ihn, wodurch eine unglaublich hohe Energie übertragen wird.
Forscher sagen die neue Technologiesehr effektiv. Die Autoren sind zuversichtlich, dass es potenziell in der Lage ist, 100.000 Mal mehr Antimaterie zu erzeugen, als dies mit einem einzelnen Laser möglich wäre. Außerdem kann die Laserleistung relativ gering sein. In diesem Fall wird die Energie der Antimateriestrahlen die gleiche sein wie unter den Bedingungen der Erde, die nur in großen Teilchenbeschleunigern erreicht wird.
Die Autoren der Arbeit argumentieren, dass die Technologien, die eine Implementierung ermöglichen, an einigen Einrichtungen bereits vorhanden sind.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift veröffentlichtKommunikationsphysik.
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