Ученые построили «позитронную пушку», умещающуюся на столе, и при этом способную производить количество античастиц, сопоставимое с возможностями дорогостоящего оборудования CERN.
Позитроны (античастицы электронов) можно встретить не только в научных лабораториях, но и в «естественной среде обитания» – джетах, испускаемых черными дырами и пульсарами. Чтобы получить позитроны для изучения в лабораторных условиях, используется громоздкое и дорогостоящее оборудование – например, ускорители частиц, входящие в состав комплекса CERN. Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории (США) научились получать позитроны, облучая крошечный золотой диск с помощью очень мощного лазера.
Новая работа международной группы ученых, создавшая компактный генератор электронов и позитронов, базируется на разработке команды из Техасского университета, построившей «настольный» ускоритель, который работал только с электронами.
Пучки электронов и позитронов, генерируемые установкой, длина которой не превышает метра, отлично моделируют те, которые встречаются в релятивистских струях астрономических объектов, отмечают ученые.
Для работы установки необходим петаваттный лазер, излучение которого направляется на образец инертного газа – гелия. В результате формируется поток электронов, движущихся с высокой скоростью. Когда этот поток попадает на тонкий лист металла, в результате взаимодействия электронов с отдельными атомами металла образуются как электроны, так и позитроны, которые затем разделяются на два пучка в магнитном поле.
Каждый импульс лазера продолжительностью всего 30 фемтосекунд способен породить квадриллионы позитронов, что сопоставимо с производительностью оборудования CERN.
