Gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hanno ottenuto un aumento di quasi il 100% della quantità di antimateria creata in laboratorio.

Utilizzando target con micro-strutture sull'interfaccia laser, il team ha sparato un laser ad alta intensità attraverso di loro e ha visto un aumento del 100% della quantità di antimateria (nota anche come positroni). La ricerca appare in Lettere di fisica applicata .

Ricerche precedenti che utilizzavano un minuscolo campione d'oro avevano creato circa 100 miliardi di particelle di antimateria. I nuovi esperimenti lo raddoppiano.

"Questi risultati sperimentali di successo sono importanti per il progetto positroni di Livermore, il cui grande obiettivo è produrre abbastanza antimateria elettrone-positrone per studiare la fisica dei lampi di raggi gamma, " disse Hui Chen, capo progetto e co-autore del documento. "Ma abbiamo scoperto che gli esperimenti hanno anche creato un retroilluminatore a raggi X ad alta energia (MeV) che può penetrare oggetti molto densi, che è importante per molti aspetti della scienza ad alta densità energetica."

Quando abbastanza energia viene spremuta in uno spazio molto piccolo, come durante le collisioni di particelle ad alta energia, le coppie particella-antiparticella vengono prodotte spontaneamente. Quando l'energia si trasforma in massa, sia la materia che l'antimateria sono create in quantità uguali. In questi esperimenti, intense interazioni laser-plasma producono elettroni ad altissima energia la cui energia, quando si interagisce con il bersaglio oro, può generare coppie elettrone-positrone.

I ricercatori hanno utilizzato risultati precedenti e nuove simulazioni per progettare microstrutture, che potrebbe aumentare o diminuire questa interazione, portando a generazione di positroni potenziata o soppressa rispetto al precedente stato dell'arte. Il coautore Anthony Link ha affermato che "l'accordo tra le simulazioni e l'esperimento è notevole, dandoci la certezza che stiamo catturando i meccanismi fisici più importanti".

La capacità di creare numerosi positroni in un piccolo laboratorio apre le porte a nuove strade di ricerca sull'antimateria, compresa una comprensione della fisica alla base di vari fenomeni astrofisici come buchi neri e lampi di raggi gamma, nonché un percorso verso un denso plasma di elettroni-positroni in laboratorio.

"L'aggiunta di microstrutture sulla superficie frontale al tipico bersaglio d'oro costituisce un approccio conveniente per aumentare sostanzialmente la resa di positroni mantenendo le stesse condizioni laser. È un ulteriore passo avanti verso l'utilizzo di sorgenti di positroni generate al laser per la varietà di applicazioni, " disse Jiang Sheng, l'autore principale dell'articolo.