Bir nötron yıldızının koşullarını bir laboratuvarda yeniden yarattığınızı hayal edin. Lazer teknolojisindeki son gelişmeler, bunu bir gerçeklik haline getiriyor ve daha önce astrofiziksel ortamlarla sınırlı olan aşırı fiziği keşfetme kapılarını açıyor.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki araştırmacılar, Ulusal Bilim Vakfı ve Hava Kuvvetleri Bilimsel Araştırma Ofisi'nin desteğiyle, yoğun plazmada ultra güçlü manyetik alanlar oluşturmak için çoklu petawatt lazerler kullanıyor. Simülasyonlar, nötron yıldızı manyetosferlerinde bulunan güce yaklaşan, 4 gigagauss'u aşan manyetik alanların elde edilebileceğini gösteriyor.
Bu yoğun manyetik alanlar, yüksek enerjili gama ışını demetlerinin üretimini ve dikkat çekici bir şekilde, elektron-pozitron çiftlerinin doğrudan ışıktan yaratılmasını kolaylaştırır. Bu atılım, göreli manyetik yeniden bağlanma ve radyasyon baskın elektron dinamiğinin incelenmesini sağlayarak, yeni teşhis araçlarında, kompakt parçacık kaynaklarında ve kozmik olayların geliştirilmiş modellerinde potansiyel uygulamalar sunar.
Gama ışını demetleri üretme yeteneği, Breit-Wheeler süreci yoluyla ışıktan madde yaratmanın da önünü açıyor. Simülasyonlar, lazerler tarafından üretilen gama ışını demetlerinin çarpışmasının, önceki deneylerden önemli bir sıçrama olan milyonlarca elektron-pozitron çifti üretebileceğini öngörüyor.
Ayrıca, bilim insanları tek bir lazer ışınının bir plazmayı kendi kendine organize ederek bir foton-foton çarpıştırıcısına dönüştürebildiğini ve hem ileri hem de geri yönlerde gama ışınları yaydığını keşfettiler. Bu yenilikçi yaklaşım, ışıktan madde yaratma sürecini basitleştirerek, deneysel olarak daha uygulanabilir hale getiriyor ve potansiyel olarak malzeme karakterizasyonu ve antimadde araştırması için kompakt, lazer tabanlı pozitron kaynaklarına yol açıyor.