激光技术进步助力从光和极端磁场中创造物质

编辑者: Irena I

想象一下在实验室里重现中子星的条件。激光技术的最新进展正在使这一梦想成为现实,为探索以前仅限于天体物理环境中的极端物理现象打开了大门。

在美国,在国家科学基金会和空军科学研究办公室的支持下,研究人员正在使用多拍瓦激光器在稠密等离子体中产生超强磁场。模拟显示,可以实现超过 4 吉高斯的磁场,接近中子星磁层中的强度。

这些强烈的磁场促进了高能伽马射线束的产生,并且令人惊讶的是,可以直接从光中产生电子-正电子对。这一突破使得研究相对论磁重联和辐射主导的电子动力学成为可能,为新的诊断工具、紧凑型粒子源和改进的宇宙现象模型提供了潜在的应用。

产生伽马射线束的能力也为通过布莱特-惠勒过程从光中创造物质铺平了道路。模拟预测,激光产生的伽马射线束碰撞可以产生数百万个电子-正电子对,这比之前的实验有了显着飞跃。

此外,科学家们发现,单束激光可以将等离子体自组织成光子-光子对撞机,在正向和反向方向发射伽马射线。这种创新方法简化了从光中创造物质的过程,使其在实验上更可行,并可能导致用于材料表征和反物质研究的紧凑型、基于激光的正电子源。

来源

  • Innovation News Network

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