Cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) alcançaram um aumento de quase 100% na quantidade de antimatéria criada em laboratório.

Usando alvos com microestruturas na interface do laser, a equipe disparou um laser de alta intensidade através deles e viu um aumento de 100 por cento na quantidade de antimatéria (também conhecido como pósitrons). A pesquisa aparece em Cartas de Física Aplicada .

Pesquisas anteriores usando uma pequena amostra de ouro criaram cerca de 100 bilhões de partículas de antimatéria. Os novos experimentos dobram isso.

"Esses resultados experimentais bem-sucedidos são importantes para o projeto de pósitrons Livermore, cujo grande objetivo é fazer antimatéria elétron-pósitron suficiente para estudar a física das explosões de raios gama, "disse Hui Chen, o líder do projeto e um co-autor do artigo. "Mas descobrimos que os experimentos também criaram um retroiluminador de raios-X de alta energia (MeV) que pode penetrar em objetos muito densos, o que é importante para muitos aspectos da ciência de alta densidade de energia. "

Quando energia suficiente é comprimida em um espaço muito pequeno, como durante colisões de partículas de alta energia, pares partícula-antipartícula são produzidos espontaneamente. Quando a energia se transforma em massa, tanto a matéria quanto a antimatéria são criadas em quantidades iguais. Nestes experimentos, intensas interações laser-plasma produzem elétrons de energia muito alta, cuja energia, ao interagir com o alvo de ouro, pode gerar pares elétron-pósitron.

Os pesquisadores usaram resultados anteriores e novas simulações para projetar microestruturas, o que pode aumentar ou diminuir essa interação, levando à geração de pósitrons aprimorada ou suprimida em relação ao estado da técnica anterior. O co-autor Anthony Link disse que "a concordância entre as simulações e o experimento é notável, dando-nos a confiança de que estamos capturando os mecanismos físicos mais importantes. "

A capacidade de criar vários pósitrons em um pequeno laboratório abre a porta para novos caminhos de pesquisa anti-matéria, incluindo uma compreensão da física subjacente a vários fenômenos astrofísicos, como buracos negros e explosões de raios gama, bem como um caminho em direção a um denso plasma elétron-pósitron no laboratório.

"Adicionar microestruturas de superfície frontal ao alvo de ouro típico constitui uma abordagem econômica para aumentar substancialmente o rendimento de pósitrons, mantendo as mesmas condições de laser. É um passo adiante em direção ao uso de fontes de pósitrons geradas a laser para uma variedade de aplicações, "disse Jiang Sheng, o autor principal do artigo.