Výskumný tím fyzikov prichádza s dôležitým objavom, antihmota je k nám opäť o čosi bližšie a dokážeme ju vyprodukovať úplne novým spôsobom, informuje Sciencealert. Podľa odborníkov nám tento objav pomôže aj v skúmaní vzácnych pulzarov, má to ale jeden háčik.

Je v tom ale problém

Fyzici vo svojej najnovšej štúdii popisujú spôsob tvorby antihmoty, ktorý nám dodnes unikal. Pomocou svetla sú schopní vyprodukovať prúd, ktorý tvorí práve zrýchľujúca antihmota. Počas svojho výskumu demonštrovali túto metódu s použitým laserov s vysokou intenzitou.

Dokázali pritom, že tieto lasery sú schopné vygenerovať zrážajúce sa gama fotóny, ktoré sú najenergickejšou vlnovou dĺžkou svetla. Tieto zrážky následne produkujú páry elektrónov a ich antičastíc, pozitrónov.

Toma Toncian

Celý tento proces má ale jeden vážny nedostatok – zatiaľ totiž nedisponujeme schopnosťou skonštruovať lasery, ktoré sú schopné produkcie gama fotónov. Breit-Wheelerov proces, teda proces tvorby párov elektrónov a pozitrónov z fotónov, je zatiaľ reálne nedosiahnutý.

Vedci sa okrem produkcie snažia aj o udržanie antihmoty – je totiž veľmi prchavá a snaží sa okamžite anihilovať v reakcii s normálnou časticou. Nedávno výskumníci našli spôsob, ako antihmotu „zmraziť“.

Pracujú na experimentálnom dôkaze

Ako však píše HZDR (Helmholtz-Zenter Dresden-Rossendorf), prvé experimentálne testy tohto procesu sa môžu už čoskoro uskutočniť v Hamburgu, kde sa nachádza najsilnejší röntgenový laser na svete. Jedná sa o Európsky XFEL, medzinárodný projekt fungujúci od roku 2017 a na jeho chode sa už od začiatku podieľa aj Slovensko.

Fyzici z Kalifornskej univerzity v San Diegu prišli aj s novou metódou na dosiahnutie tohto procesu. Nimi navrhovaní experiment pozostáva z plastového bloku, do ktorého sú vyryté križujúce sa kanáliky s rozmermi len niekoľkých mikrometrov. Na oboch stranách tohto bloku sa majú nachádzať lasery, ktoré do objektu strieľajú silné pulzy.

European XFEL

„Keď pulzy cez vzorku preniknú, oba urýchlia oblaky extrémne rýchlych elektrónov. Tieto dve mračná elektrónov sa následne približujú jedno k druhému, pričom začnú interagovať s lasermi,“ vysvetlil fyzik Toma Toncian, ktorý sa podieľal aj na výskume a štúdii.

Až 100 000-krát viac antičastíc

Výsledná kolízia týchto dvoch mračien je tak energetická, že vyprodukuje oblak gama fotónov. Tie majú následne narážať jeden do druhého a tvoriť už spomínané páry elektrónov a pozitrónov. Túto metódu už čiastočne preverili aj simulácie a má veľmi veľký potenciál.

Práve podľa týchto simulácií by mala nová metóda vyprodukovať až 100 000-krát viac pozitrónov, ako doteraz zaužívané metódy. Ako na záver dodáva Toncian, v prípade tejto metódy nie sú potrebné tak silné lasery, ako v prípade iných konceptov.

CERN / Maximilien Brice

Antihmota je dodnes veľmi záhadnou témou v niekoľkých vedeckých oblastiach. Aj keď sa nám niektoré jej týkajúce sa otázky nepodarí v dohľadnej budúcnosti objasniť, fyzici robia seriózne pokroky. Len nedávno objavili v CERNe časticu, ktorá sa mení na antihmotu a späť na hmotu.

Podľa odborníkov procesy v blízkosti neutrónových hviezd, známych ako pulzary, produkujú gama radiáciu podobne, ako navrhovaný experiment. Skúmanie tak antihmoty môže priniesť kľúčové informácie týkajúce sa týchto vzácnych kozmických telies.