Исследователи приблизились к генерации гамма-лучевых вспышек в лаборатории

Используя самые мощные лазеры, исследователи из Национальной лаборатории Лоренса Ливмо произвели рекордно высокое количество электрон-позитронных пар.

Это открывает возможность исследовать экстремальные астрофизические процессы, такие как черные дыры и вспышки гамма-лучей.

В ходе эксперимента с тремя лазерами физик Юи Чен с коллегами создали около триллиона позитронов (известны также как частицы антиматерии). В прежних экспериментах, в 2008 году, удавалось получить лишь миллиарды позитронов.

Позитроны или «антиэлектроны» — это античастицы с массой, аналогичной массе электронов, но с обратным зарядом. Генерация энергетических электрон-позитронных пар — обычное явление в экстремальных астрофизических условиях, связанных с быстрыми взрывами звезд и формированием черных дыр. Такие пары в итоге излучают свою энергию, производя чрезвычайно яркие вспышки гамма-лучей. Гамма-лучевые вспышки — это ярчайшие электромагнитные явления, которые происходят во вселенной и могут длиться от десятка миллисекунд до нескольких минут. Механизм формирования таких вспышек остается тайной.

В лаборатории потоки электрон-позитронных пар могут генерироваться с помощью интенсивного лазерного излучения на золотую фольгу. Процесс производит высокоэнергетическое излучение, которое пересекает материал и создает электрон-позитронные пары, взаимодействуя с ядром атомов золота. Способность создавать позитроны в большом объеме в лаборатории с помощью лазеров открывает новые возможности в исследовании антиматерии, включая понимание физики в основе экстремального астрофизического феномена, такого как черные дыры и гамма-лучевые вспышки.

Результаты опубликованы в издании Physical Review Letters.

28.05.2015