فیزیکدانان یک راه بسیار ساده برای ایجاد ضد ماده ارائه کردند

تیم فیزیکدانان دستگاهی را طراحی کردند که در مقاله ای در مجله Communications Physics شرح داده شده است که دو لیزر به طرف یکدیگر شلیک می کند. نتیجه این است که انرژی دو لیزر به صورت همزمان به ماده، به شکل الکترون و همچنین ضد ماده، به شکل پوزیترون تبدیل می شود.

تخته های لیزری می توانند پرتوهای کنترل شده ضد ماده را در آزمایشگاه ها فعال کنند
نادر بودن و بی ثباتی ضد ماده به این معنی است که بررسی آن به طرز مشهودی دشوار است. معمولاً در نزدیکی سیاهچاله ها و ستارگان نوترونی تولید می شود، در حالی که در زمین می توان آن را پس از برخورد صاعقه یا در تاسیساتی مانند برخورد دهنده بزرگ هادرونی مشاهده کرد. با این حال، به لطف این روش جدید، دانشمندان در سراسر جهان ممکن است اکنون قادر به تولید ضد ماده در آزمایشگاه باشند.

به طور خاص، دستگاه جدید که برچسب “برش لیزر” نامیده می شود، دو لیزر قدرتمند را از دو طرف به یک بلوک پلاستیک شلیک می کند. این بلوک شامل کانال های کوچک متقاطع، با عرض 1 میکرومتر است، که به تسریع ابر الکترون ها در داخل ماده پس از پرتاب لیزر از طریق پلاستیک کمک می کند. هنگامی که ابرهای الکترون از پرتوهای جداگانه لیزر با یکدیگر برخورد می کنند، تعداد زیادی پرتوهای گاما را تولید می کنند که باعث تولید ماده و پادماده می شود – در این مورد خاص، الکترون ها و معادل ضد ماده آنها، پوزیترون ها. به عنوان یک اقدام اضافی، دستگاه همچنین از میدان های مغناطیسی برای متمرکز کردن پوزیترون ها در یک پرتو خاص استفاده می کند.

محققان در بیانیه مطبوعاتی خود توضیح می دهند: “در فاصله فقط 50 میکرومتر، ذرات باید به انرژی یک گیگالکترونولت (GeV) برسند-اندازه ای که معمولاً به شتاب دهنده ذرات کامل نیاز دارد.”

بررسی راز عدم تقارن ماده و ضدماده
تیم فیزیکدانان می گویند فرآیند تکرار شده توسط دستگاه آن به احتمال زیاد منعکس کننده فرایندهایی است که در مغناطسفر تپ اخترها مشاهده می شود، که به سرعت در حال چرخش ستاره های نوترونی هستند. الکسی عارفیف، یکی از نویسندگان این مطالعه، توضیح داد:

ضد ماده، که از ذرات باردار مخالف ماده “معمولی” تشکیل شده است، در مقایسه با ماده به طرز شگفت آوری کمیاب است و دانشمندان هنوز مطمئن نیستند که چرا چنین است. این تحقیقات جدید ممکن است به دانشمندان کمک کند تا این راز ماده و عدم تقارن ضد ماده را کشف کنند، که بر این باور است که ماده و پادماده باید در سالهای پس از انفجار بزرگ با یکدیگر برخورد کرده و از بین بروند، زیرا تصور می شود در مقادیر مساوی تولید شده اند. در عوض، امروزه، ماده بسیار بیشتر از پاد ماده است.

یافته های جدید، مانند تبدیل اولین ذرات ماده مشاهده به پاد ماده، به دانشمندان اجازه می دهد تا قطعات را به آرامی با هم ترکیب کرده و درک کلی بهتری کسب کنند، اما ما هنوز نمی دانیم که چرا مقدار ضد ماده در جهان بسیار کمتر از آن است. از نقطه مقابل آن کشف دلیل این امر می تواند کل درک ما از جهان را تغییر داده و منجر به تحقیقات جدیدی شود که قبلاً تصور نشده بود.