ГЛАВНАЯ » 2013 » Июнь » 28 » Ученые-физики создали настольный вариант пушки, стреляющей антивеществом
14:29
Ученые-физики создали настольный вариант пушки, стреляющей антивеществом
Международная группа ученых-физиков, возглавляемая учеными из Мичиганского университета, добилась успеха в создании настольной малогабаритной установки, своего рода "пушки", которая стреляет кратковременными импульсами излучения, состоящего из позитронов, частиц антиматерии, являющихся зеркальным отражением нормальных электронов. В статье, опубликованной на страницах издания Physical Review Letters, группа описывает принципы, использованные при создании пушки, стреляющей антиматерией, приводят ее характеристики и указывают на области и цели, для достижения которых может использоваться такая установка.
Позитроны, анти-электроны, на Земле создаются с помощью различных научных установок в лабораториях, где проводятся исследования в области ядерной и фундаментальной физики. Помимо этого в природе существуют, правда, очень непродолжительное время, позитроны естественного происхождения, которые находятся в потоках излучения, извергаемого в пространство пульсарами и черными дырами.
До последнего времени для получения потока позитронов использовались чрезвычайно большие и дорогостоящие научные установки. Одна из таких установок является ускорителем частиц в CERN, другая подобная установка была построена в стенах Ливерморской национальной лаборатории. Эта установка создает поток позитронов за счет "стрельбы" чрезвычайно мощным лазером по крошечному золотому диску.
Основой нового малогабаритного источника антиматерии стала работа ученых-физиков из Техасского университета в Остине, которые создали малогабаритный мощный ускоритель частиц. Взяв за основу оригинальную идею, ученые из Мичиганского университета создали устройство, длиной около метра, которое способно производить кратковременные вспышки, состоящие из электронов и позитронов, которые очень напоминают вспышки, испускаемые черными дырами и пульсарами.
Структура источника антиматерии
Для того, чтобы создать поток антиматерии ученые сфокусировали свет петаваттного импульсного лазера на объеме, заполненном инертным газом, гелием. Вспышки лазерного света становятся источником потока электронов, перемещающихся с очень высокой скоростью. Эти электроны с помощью некоторых методов направлены на тонкий лист металлической фольги, где они сталкиваются с отдельными атомами металла. Столкновения приводят к появлению позитронов, которые движутся в направлении, в котором двигались до этого электроны, и с помощью магнитной отклоняющей системы луч из позитронов и электронов разделяется, электроны улавливаются специальной ловушкой, а позитроны излучаются наружу установки.
Исследователи сообщают, что длительность каждого импульса антиматерии, вырабатываемого их "пушкой", длится около 30 фемтосекунд, каждый импульс содержит от одного до нескольких квадрильонов позитронов, что вполне сопоставимо с результатами, получаемыми на более большой и дорогостоящей установке CERN.
С помощью нового источника ученые смогут произвести множество различных экспериментов по изучению свойств антиматерии. Благодаря тому, что луч антивещества, вырабатываемый их установкой, весьма походит на излучение от некоторых космических объектов, ученые смогут смоделировать в лабораториях на Земле условия, которые существовали до этого только в космосе близ черных дыр и пульсаров. Это позволит им вычислить уровни энергии потоков космического излучения, как частицы антиматерии ведут себя, реагируя на своем пути с обычной материей, и на множество других фундаментальных вопросов в области физики и астрофизики.
