Физики создали компактное "ружье", стреляющее антиматерией

Установку сконструировала группа ученых под руководством Карла Крушельника (Karl Krushelnick) из Мичиганского университета, в ее составе есть несколько выходцев из России — из числа сотрудников Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН). В этом ускорителе луч петаваттного лазера проходит через струю гелия, в результате чего образуется поток электронов. На его пути расположена тонкая металлическая фольга. При столкновении электронов с фольгой в потоке образуются позитроны. Электроны и позитроны далее разводятся по разным потокам при помощи магнитов.

Каждый выстрел лазера длится 30 фемтосекунд. Устройство выдает поток позитронов и электронов вместе с гамма-излучением, что похоже на предполагаемый "состав" релятивистских струй плазмы, выбрасываемых нейтронными звездами и черными дырами. Ученые рассчитывают, что этот настольный ускоритель позволит в лабораторных условиях исследовать свойства таких струй, а также проводить другие исследования в сфере физики частиц.

Ранее получение потоков заряженных частиц, в том числе позитронов, требовало огромных установок, таких как Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP), работавший в ЦЕРНе в том же туннеле, где сейчас размещен Большой адронный коллайдер. Но в начале 1980-х годов американские ученые открыли новую методику разгона частиц, в которой ключевую роль играет лазер, превращающий материю в плазму и "выбивающий" из нее электроны. Благодаря этому в последнее время начали появляться "настольные" ускорители.

Так, в 2011 году ученые из ФИАН создали настольный ускоритель, который разгоняет частицы до энергии 1,5 гигаэлектронвольта, а недавно физики из университета штата Техас в Остине (США) разогнали частицы в настольном ускорителе до 2 гигаэлектронвольт.