Уявіть собі відтворення умов нейтронної зірки в лабораторії. Останні досягнення в лазерних технологіях роблять це реальністю, відкриваючи двері для дослідження екстремальної фізики, яка раніше обмежувалася астрофізичним середовищем.
Дослідники в Сполучених Штатах, за підтримки Національного наукового фонду та Управління наукових досліджень ВПС, використовують багатопетаватні лазери для генерації надсильних магнітних полів у щільній плазмі. Моделювання показують, що можна досягти магнітних полів, що перевищують 4 гігагауси, наближаючись до сили, що спостерігається в магнітосферах нейтронних зірок.
Ці інтенсивні магнітні поля полегшують виробництво високоенергетичних гамма-променів і, що дивно, створення електрон-позитронних пар безпосередньо зі світла. Цей прорив дає змогу вивчати релятивістське магнітне перез'єднання та динаміку електронів, що домінує над випромінюванням, пропонуючи потенційні застосування в нових діагностичних інструментах, компактних джерелах частинок і покращених моделях космічних явищ.
Здатність генерувати гамма-промені також відкриває шлях для створення матерії зі світла за допомогою процесу Брейта-Вілера. Моделювання прогнозують, що зіткнення гамма-променів, створених лазерами, може дати мільйони електрон-позитронних пар, що є значним стрибком порівняно з попередніми експериментами.
Крім того, вчені виявили, що один лазерний промінь може самоорганізувати плазму у фотон-фотонний колайдер, випромінюючи гамма-промені як у прямому, так і у зворотному напрямках. Цей інноваційний підхід спрощує процес створення матерії зі світла, роблячи його більш експериментально здійсненним і потенційно призводячи до створення компактних лазерних джерел позитронів для характеристики матеріалів і досліджень антиматерії.