Laboritingimustes saavutati rekordiline antiaine kontsentratsioon

Praegu tekitatakse positrone - elektronide antiosakesi - peamiselt kahel viisil. Madala energiaga osakesi saadakse radioaktiivsete isotoopide lagunemisest; neid kasutatakse muu hulgas meditsiiniuuringutel positronemissioontomograafias. Teaduslike katsetuste tarvis tekitavad kõrge energiaga positrone osakestekiirendid.

Hui Chen ja Scott Wilks kaastöötajatega Lawrence Livermore'i rahvuslaboratooriumist tekitasid suure hulga vahepealse energiaga, so. umbes 1MeV, positrone hoopis erineval meetodil, mis pole küll uudne, kuid mille täiustamine on lubanud saagikust varasemate katsetega võrreldes oluliselt kasvatada, kirjutas www.fyysika.ee.

Pikosekundilise kestusega laseriimpulsid intensiivsusega 1020 W/cm² juhiti millimeetripaksusele kullast märklauale. Positronide tekkimist seletatakse Bethe-Heitleri protsessi tulemina. Osa impulsi energiast kulub märklaua läheduses plasma tekitamiseks ja ülejäänu paiskab plasmas leiduvaid elektrone allesjäänud tahkesse märklauda.

Kulla aatomituumad aeglustavad elektrone ja selle käigus eraldub gammakiirguse footoneid, mis omakorda vastasmõjustuvad tuumadega ja jagunevad elektron-positron paarideks. Positronid tuvastati kahe ebasümmeetriliselt paikneva spektromeetri abil. See võimaldas tulemused varasemast täpsemalt registreerida ja tuvastada ka Bethe-Heitleri protsessi.

Mõõtmistulemused võimaldasid koos positronide tekkemudeliga välja arvutada kontsentratsiooni 1016 positroni kuupsentimeetri kohta, mis on laboratoorselt saavutatuist suurim. Vaid kümnel protsendil tekkinud positronidest on märklauast väljumiseks piisav energia, kuid saagis ületab siiski tunduvalt pea kümnendi eest läbi viidud kahe sarnase katse tulemusi. Et niisugusel moel tekkinud positronid ei jagune ruumis ühtlaselt, pakuvad nad teadustöö ühe autori sõnul võimaluse katseliselt uurida muid protsesse, mida samuti iseloomustab anisotroopia. Niisuguste seas nimetatakse kosmilisi gammakiirguse purskeid ja oletatavalt mustade aukude põhjustatud elektron- ja positronjugasid.

Sel aastal valminud ja samas teaduslinnakus asuv maailma võimsaim laserseade National Ignition Facility lubab kirjeldatud katses kasutatud laseriga võrreldes 40 korda suuremat ühe impulsi energiat ja seega veelgi suuremaid antiaine koguseid.