Российские ученые первыми в мире получат антиматерию
Ученые из Института прикладной физики РАН предложили получать антиматерию, сталкивая сверхмощный пучок лазерного излучения с листом фольги, преобразуя свет в материю, отмечено в статье в журнале Physics of Plasmas.
"Теория квантовой электродинамики предсказывает, что сильное электрическое поле, образно выражаясь, может "вскипятить" вакуум, который, как мы знаем, заполнен виртуальными частицами, в том числе и электрон-позитронными парами. Электрическое поле может "выдернуть" эти частицы из их виртуального состояния, в котором мы их видеть не можем, в реальный осязаемый и видимый мир", - заявил ученый из Института прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде Игорь Костюков, сообщает РИА "Новости".
Костюков и его коллега Евгений Неруш выяснили, что свет можно превратить в материю, в том числе и в антиматерию, когда изучали, что происходит при взаимодействии сверхъярких пучков лазерного излучения, мощность которых превышает 1 трлн тераватт (10 в 24 степени Ватт), с тонкими листами фольги.
Изначально ученые ожидали увидеть, что столкновение луча с листом металла приведет к созданию большого количества гамма-лучей и других высокоэнергетических фотонов, часть которых должна была столкнуться друг с другом и превратиться в пары электрон-позитрон.
Однако расчеты нижегородских физиков показали, что этот процесс пойдет с большими перекосом в сторону позитронов, простейшей формы антиматерии, количество которых будет экспоненциально расти с течением времени.
Источником этих частиц послужит так называемый "квантово-электродинамический каскад" - процесс своеобразного "самозарождения" сверхгорячей позитрон-электронной плазмы при столкновении лазерного луча и свободных электронов внутри фольги.
Этот процесс предсказан теорией, но ученые пока не смогли провести его в реальности.
Если электрон, попадающий в луч лазера, двигается достаточно быстро, то этот электрон начнет излучать фотоны, которые распадутся на электрон-позитронные пары. Эти пары частиц начнут излучать фотоны, что приводит к рождению новых поколений электронов и позитронов. В итоге количество электронов, позитронов и фотонов начнет расти лавинообразно, на чем и основывается идея Костюкова и Неруша.
Позитроны, родившиеся таким образом, распределятся по листу фольги не случайным образом, а закрутятся в своеобразную спираль, что позволит использовать такие частицы для изучения свойств антиматерии и создания сверхъярких источников фотонов высокой энергии и позитронов, которые окажутся заметно мощнее существующих устройств.
