راه ساده‌ای برای ایجاد پادماده!

اين گروه از فيزيکدانان دستگاهي را طراحي کرده‌اند که در مقاله‌اي در مجله Communications Physics شرح داده شده است و داراي دو ليزر است که به طرف يکديگر شليک مي‌کنند. نتيجه اين است که انرژي دو ليزر به صورت همزمان به ماده، به شکل الکترون و همچنين پادماده به شکل پوزيترون تبديل مي‌شود.

نادر بودن و بي ثباتي پادماده به اين معني است که بررسي آن به شکل چشمگيري دشوار است. پادماده به طور معمول در نزديکي سياه‌چاله‌ها و ستاره‌هاي نوتروني توليد مي‌شود، در حالي که روي زمين مي‌توان آن را پس از برخورد صاعقه يا در تاسيساتي مانند برخورد دهنده بزرگ هادروني مشاهده کرد.

با اين حال به لطف اين روش جديد، دانشمندان در سراسر جهان ممکن است اکنون قادر به توليد پاد ماده در آزمايشگاه باشند. اگرچه هنوز اين دستگاه ليزري براي توليد پادماده بايد تکميل شود، اما شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهد که اصول آن صحيح است و اين دستگاه کارآمد است.

اين دستگاه جديد که به طور مشخص "گيره ليزري" ناميده مي‌شود، دو ليزر قوي را از هر دو طرف به يک بلوک پلاستيکي شليک مي‌کند. اين بلوک شامل کانال‌هاي کوچک متقاطع به عرض تنها چند ميکرومتر است که به تسريع ابر الکترون‌ها درون ماده کمک مي‌کند. هنگامي که ابرهاي الکتروني از پرتوهاي جداگانه ليزر با يکديگر برخورد مي‌کنند، تعداد زيادي پرتوهاي گاما توليد مي‌کنند که موجب توليد ماده و پادماده مي‌شود که در اين مورد خاص، الکترون‌ها و معادل پادماده آنها يعني پوزيترون‌ها است.

به عنوان يک اقدام ديگر اين دستگاه همچنين از ميدان‌هاي مغناطيسي براي متمرکز کردن پوزيترون‌ها در يک پرتوي متمرکز استفاده مي‌کند.

محققان توضيح مي‌دهند: در فاصله فقط ۵۰ ميکرومتر، ذرات بايد به انرژي يک گيگالکترون ولت(GeV) برسند، مقداري که معمولاً به شتاب دهنده ذرات کامل نياز دارد.

فيزيکدانان مي‌گويند، فرآيند ايجاد شده توسط اين دستگاه به احتمال زياد منعکس کننده فرآيندهايي است که در مگنتوسفر تپ‌اخترها مشاهده مي‌شود که به سرعت در حال چرخش به دور ستاره‌هاي نوتروني هستند.

"الکسي عارفيف" يکي از نويسندگان اين مطالعه توضيح داد: با مفهوم جديد ما، چنين پديده‌هايي را مي‌توان در آزمايشگاه حداقل تا حدي شبيه‌سازي کرد که به ما امکان مي‌دهد آنها را بهتر درک کنيم.

پادماده که از ذرات بار مخالف ماده معمولي تشکيل شده است، در مقايسه با ماده به طرز شگفت آوري کمياب است و دانشمندان به طور دقيق مطمئن نيستند که چرا چنين است. اين تحقيقات جديد ممکن است به دانشمندان کمک کند تا اين راز عدم تقارن ماده و پادماده را کشف کنند.

دانشمندان  بر اين باورند که ماده و پادماده بايد طي سال‌هاي پس از مه‌بانگ با يکديگر برخورد کرده و از بين رفته باشند، زيرا تصور مي‌شود آنها در مقادير مساوي توليد شده‌اند.

اين يافته‌هاي جديد به دانشمندان اجازه مي‌دهد درک کلي بهتري کسب کنند، اما هنوز نمي‌دانيم که چرا مقدار پادماده در جهان بسيار کمتر از ماده است. اين کشف مي‌تواند درک کلي ما از جهان را تغيير داده و به تحقيقات جديدي منجر شود که قبلاً ممکن نبود.