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