För första gången, forskare från tekniska universitetet i München (TUM) och Max Planck -institutet för plasmafysik (IPP) har lyckats styra positroner förlustfritt, elektronpartiklarna, i en magnetfältfälla. Detta är ett viktigt steg mot att skapa en materia-antimateriell plasma av elektroner och positroner som de plasma som tros inträffa nära neutronstjärnor och svarta hål. I en intervju, Dr Eve Stenson presenterar sitt forskningsarbete.

Varför vill du locka positroner till en fälla?

Att kunna fånga och begränsa positroner är grundläggande för att studera det som kallas elektron-positronparplasma. Sådana plasma är av stort intresse både för utredningen av grundläggande frågor inom plasmafysik såväl som för astrofysik.

Vad är så svårt med att fånga positroner?

Positroner är elektronernas antipartiklar, de har samma egenskaper förutom att de är positivt istället för negativt laddade. När en positron träffar en elektron, båda förintas omedelbart i en blixt av ljus. Och eftersom det finns elektroner i överflöd överallt på jorden, det är oerhört svårt att lagra positroner på ett sådant sätt att de överlever minst ett tag.

Lyckligtvis, vi har den mest kraftfulla positronkällan i världen, NEPOMUC (neutroninducerad positronkälla München), här i Garching, norr om München, vid Research-Neutronsource Heinz Maier-Leibnitz (FRM II). Den kan producera 900 miljoner positroner per sekund.

Plasmafysiker har simulerat denna elektron-positronplasma i 40 år. Du har nu kommit ett avgörande steg närmare att uppnå det i praktiken. Hur gjorde du det där?

Det är faktiskt väldigt svårt att leda laddade partiklar som de positiva positronerna till en magnetfälla. Samma fysikregler som begränsar partiklarna i denna fälla håller tyvärr också bort partiklarna som ska komma in.

Vår fälla har ett magnetfält som liknar det på jorden eller andra himlakroppar. Vi kom på idén att kort tillämpa en elektrisk spänning på fällkanten för att leda positronerna genom de magnetiska "staplarna". När vi sedan stänger av spänningen igen, positronerna förblir instängda i buren. Det fungerade så bra, även vi blev förvånade.

Hur länge har du kunnat begränsa positronerna?

... för lite mer än en sekund. Ingen grupp i världen har ännu lyckats göra detta med antimateria i denna typ av fälla.

Vilka är fördelarna med resultaten för plasmafysik eller andra områden?

Syftet med APEX (A Positron-Electron Experiment) -gruppen vid Max Planck Institute for Plasma Physics är att producera ett materia-antimaterialplasma av elektroner och positroner och att begränsa denna plasma i en magnetisk bur. Det första steget, dock, är att kunna producera och lagra tillräckligt med positroner. Nästa steg är att faktiskt skapa och undersöka sådana plasma.

Astrofysik antar att sådana exotiska plasma inträffar i närheten av neutronstjärnor och svarta hål. Inom markplasmafysik, symmetrin mellan positron- och elektronmassor förväntas leda till nya fynd om vågor och turbulens i plasma - fynd som kan hjälpa oss att använda kärnfusion för kraftproduktion i framtiden.