Bis vor kurzem wurde die Erforschung mysteriöser Antimaterie durch die Unfähigkeit behindert, sie im Labor in signifikanten Mengen herzustellen. In Nature hat ein Forscherteam Material zur neuesten Technologie veröffentlicht, um frühere Beschränkungen zu umgehen.
Laut der Veröffentlichung beinhaltet die Technologie den Einsatz von zwei Lasern, deren Strahlen im Weltraum kollidieren und ähnliche Bedingungen wie in der Nähe von Neutronensternen schaffen. Dadurch kann Licht in Materie und Antimaterie umgewandelt werden.
In der Populärwissenschaft ist Antimaterie ein extrem einfacher Aggregatzustand. Tatsächlich ist dies die gleiche Sache, nur ihre Teilchen haben umgekehrte Ladungen - Positronen statt Elektronen usw. Die Instabilität der Antimaterie verhindert jedoch die Beantwortung vieler Fragen zu ihrer Natur und ihren Eigenschaften. Darüber hinaus treten die entsprechenden Teilchen meist unter extremen Bedingungen auf – als Folge eines Blitzeinschlags, in der Nähe von Neutronensternen, Schwarzen Löchern oder in Labors großer Größe und Leistung, wie dem Large Hadron Collider.
Obwohl die neue Methode keine experimentelle Bestätigung erhalten hat, legen virtuelle Simulationen nahe, dass die Methode auch in einem relativ kleinen Labor funktionieren sollte. Die neue Ausrüstung sieht den Einsatz von zwei leistungsstarken Lasern und einem mit Tunneln von mehreren Mikrometern Durchmesser übersäten Kunststoffblock vor. Sobald die Laser das Target treffen, beschleunigen sie die Elektronenwolken des Blocks und stürmen aufeinander zu.
Durch die Kollision wird eine große Menge an Gammastrahlung erzeugt und aufgrund der extrem engen Kanäle steigt die Kollisionswahrscheinlichkeit von Photonen mit dem anschließenden Auftreten von Antimaterie - Positronen. Gerichtete Magnetfelder fokussieren die Positronen in den Strahl und beschleunigen ihn, wodurch eine unglaublich hohe Energie übertragen wird.
Die Forscher sagen, dass die neue Technologie hocheffizient ist und in der Lage ist, 100.000-mal mehr Antimaterie zu erzeugen, als dies mit einem einzelnen Laser möglich wäre. Außerdem kann die Laserleistung relativ gering sein. In diesem Fall wird die Energie der Antimateriestrahlen die gleiche sein wie unter den Bedingungen der Erde, die nur in großen Teilchenbeschleunigern erreicht wird.
Wissenschaftler argumentieren, dass die notwendigen Bedingungen für das Experiment bereits an einigen Laborstandorten auf der ganzen Welt gegeben sind.
2021-07-26 16:36:51
Autor: Vitalii Babkin