物理科技生物学-PHYICA

用同样的激光能量加倍创造林心如三级反物质

物理学 2021-11-11 23:58:48

作者安妮·斯塔克,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 激光进入金靶前方的微结构,驱动高能伽马光子(橙色)和粒子,包括电子-正电子反物质对(蓝色和绿色)

实验数据表明,这种微结构使激光到反物质的能量转换增加了一倍(相对于没有结构的目标)

荣誉:劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家们已经实现了实验室创造的反物质数量接近100%的增长

利用激光界面上带有微结构的目标,研究小组用高强度激光穿透它们,发现反物质(也称为正电子)的数量增加了100%

这项研究发表在《应用物理快报》上

之前的研究使用一个微小的黄金样本创造了大约1000亿个反物质粒子

新实验使这个数字翻了一番

“这些成功的实验结果对利弗莫尔正电子项目很重要,该项目的宏伟目标是制造足够多的电子-正电子反物质来研究伽马射线爆发的物理,”该项目的负责人、该论文的合著者惠辰说

“但我们发现,这些实验还创造了一种高能(兆电子伏)x光背光,可以穿透密度非常高的物体,这对高能密度科学的许多方面都很重要

" 当足够的能量被压缩到一个非常小的空间时,比如在高能粒子碰撞期间,粒子-反粒子对会自发产生

当能量转化为质量时,物质和反物质的产生量相等

在这些实验中,强烈的激光-等离子体相互作用产生非常高能量的电子,当与金靶相互作用时,其能量可以产生电子-正电子对

研究人员利用以前的结果和新的模拟来设计微结构,这种微结构可以增强或减弱这种相互作用,导致相对于以前的技术水平增强或抑制正电子的产生

合著者安东尼·林克说,“模拟和实验之间的一致非常显著,让我们相信我们捕捉到了最重要的物理机制

" 在一个小实验室中创造大量正电子的能力为反物质研究打开了一扇新的大门,包括理解各种天体物理现象背后的物理原理,如黑洞和伽马射线爆发,以及通向实验室中稠密的电子-正电子等离子体的途径

“在典型的金靶上增加前表面微结构是一种成本有效的方法,可以在保持相同激光条件的同时显著提高正电子的产率

该论文的主要作者江生说:“这是在将激光产生的正电子源用于各种应用方面向前迈出的一步。”

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