„Pistolet” strzelający antymaterią

bron

Międzynarodowy zespół fizyków pracujący na University of Michigan skonstruował „broń”, która pozwala na wytworzenie pozytonów.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Physical Review Letters zespół opisał, w jaki sposób stworzył broń, co jest ona w stanie zrobić oraz jaki był cel jej wprowadzenia.

Pozyton inaczej antyelektron (nazywany też pozytronem) to elementarna cząstka antymaterii oznaczana symbolem e+, będąca antycząstką elektronu. Jej ładunek elektryczny jest równy +1 (jednostce ładunku elementarnego), masa jest równa masie elektronu.

Pozytony udało wytworzyć się w laboratoriach, oprócz tego emitowane są przez czarne dziury i pulsary.

Do tej pory generowanie cząstek antymaterii wymagało niezwykle drogich i wielkich urządzeń. Przykładem może być Wielki Zderzacz Hadronów w laboratorium CERN pod Genewą. Kolejnym jest urządzenie zbudowane przez naukowców z Lawrence Livermore National Laboratory, które wytwarzało pozytony przez wypalanie malutkiej tarczy ze złota niezwykle potężną wiązką lasera.

Naukowcy z University of Texas zbudowali „kieszonkowy” akcelerator w porównaniu do powyższych. Urządzenie ma długość około 1 metra i jest w stanie generować krótkie serie elektronów i pozytonów. Zjawisko to jest bardzo podobne do tego, co obserwujemy w kosmosie.

Wiązka lasera o mocy petawata wystrzeliwana jest w próbkę obojętnego helu. Powoduje to utworzenie strumienia elektronów poruszających się z bardzo dużą prędkością. Elektrony te zostały skierowane na bardzo cienki arkusz folii metalowej. Tam zderzają się z pojedynczymi atomami metalu powodując wybicie elektronów i pozytonów, które następnie oddzielane są od siebie za pomocą magnesu.

Każdy „strzał” lasera trwa tylko 30 femtosekund (1 femtosekunda to jedna biliardowa część sekundy). W ten sposób udaje się utworzyć kwadryliony pozytonów – ilość porównywalną do wytworzenia ich w LHC.

Zdaniem naukowców urządzenie, może zostać wykorzystane do symulacji zachowania czarnych dziury i pulsarów. Pozwoli to odpowiedzieć na pytania jakie części cząsteczek są obecne strumieniach generowanych przez dziury, jaką energią dysponują oraz w jaki sposób oddziaływają na otaczające je środowisko.

Źródło:
[1] Table-Top Laser-Based Source of Femtosecond, Collimated, Ultrarelativistic Positron Beams. Sarri, G.; Schumaker, W.; Di Piazza, A.; Vargas, M.; Dromey, B.; Dieckmann, M. E.; Chvykov, V.; Maksimchuk, A.; Yanovsky, V.; He, Z. H.; Hou, B. X.; Nees, J. A.; Thomas, A. G. R.; Keitel, C. H.; Zepf, M.; Krushelnick, K.
[2] http://arxiv.org/pdf/1304.5379v1.pdf | 05.07.2013
[3] Gun aboard USS Intrepid, 2006 by David Beyer (yomanimus), flickr.com, CC BY 2.0

Dodaj pierwszy komentarz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *