Деякі з найбільших загадок космології пов'язані з антивіщеністю, але його важко вивчати, тому що дуже складно отримати в лабораторії. Тепер група фізиків змалювала відносно простий новий спосіб створення антивідництва, направляючи два лазери один на одного, щоб відтворити умови поблизу нейтронної зірки, перетворюючи світло на матерію і антивіщення.
В принципі, антивіщення звучить просто - воно схоже на звичайну речовину, за винятком того, що його частинки мають протилежний заряд. Однак ця основна відмінність має деякі важливі наслідки: якщо матерія і антивісництво коли-небудь зустрінуться, вони анігілюють один одного з викидом енергії.
Фактично, це повинно було зруйнувати Всесвіт мільярди років тому, але, очевидно, цього не сталося. Так як же матерія стала домінувати? Що схилило чашу терезів на її користь? И куда все антивещество делось?
На жаль, через брак і нестабільність антивідництва важко знайти відповіді на ці питання. Антивіщення створюється природним чином в екстремальних умовах, таких як удари блискавки або поблизу чорних дір і нейтронних зірок, а також штучно на величезних об'єктах, таких як Великий адронний коллайдер.
Але тепер дослідники розробили новий метод, що дозволяє виробляти антивіщення в невеликих лабораторіях. Хоча команда ще не побудувала пристрій, моделювання показує, що цей принцип здійснимий.
Новий пристрій включає стрілянину двома потужними лазерами по пластиковому блоку. Цей блок буде перетнутий крихітними каналами шириною всього в мікрометри. Коли кожен лазер вражає ціль, він прискорює хмару електронів в матеріалі і змушує їх летіти - поки вони не зіткнуться з хмаром електронів, що йде в інший бік від іншого лазера.
Це зіткнення виробляє багато гамма-променів, і через надзвичайно вузькі канали фотони з більшою ймовірністю також зіткнуться один з одним. Це, в свою чергу, породжує потоки речовини та антивіщення, зокрема електронів та їх еквівалента антивіщення, позитронів. Нарешті, магнітні поля навколо системи фокусують позитрони в пучок антивіщення і прискорюють його до надзвичайно високої енергії.
«Такі процеси можуть мати місце, в тому числі, в магнітосфері пульсарів, тобто нейтронних зірок, які швидко обертаються», - говорить автор дослідження Олексій Ареф'єв. «З нашою новою концепцією такі явища можна було змоделювати в лабораторії, принаймні, до деякої міри, що дозволило б нам краще зрозуміти їх».
Команда вчених стверджує, що новий метод дуже ефективний, він виробляє в 100 000 разів більше позитронів, ніж один лазер, і вхідні лазери не обов'язково повинні бути дуже потужними. Результуючий пучок антивіщення може досягати енергії 1 гігаелектронвольт (ГЕВ) на відстані всього 50 мікрометрів, що зазвичай вимагає великомасштабних прискорювачів частинок.
На даний момент концепція залишається нереалізованою, але команда стверджує, що технології, що дозволяють реалізувати її, вже існують на деяких об'єктах. Це може дати нове розуміння екстремальних умов навколо чорних дір і нейтронних зірок і потенційно допомогти нам розгадати космічну загадку антивіщення.
Дослідження було опубліковано в журналі Communications Physics.