Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskare har uppnått en nästan 100 procent ökning av mängden antimateria som skapas i laboratoriet.

Använda mål med mikrostrukturer på lasergränssnittet, laget sköt en laser med hög intensitet genom dem och såg en ökning av mängden antimateria (även känd som positroner) med 100 procent. Forskningen visas i Tillämpad fysikbokstäver .

Tidigare forskning med ett litet guldprov skapade cirka 100 miljarder partiklar av antimateria. De nya experimenten fördubblar det.

"Dessa framgångsrika experimentella resultat är viktiga för Livermore positron -projektet, vars stora mål är att göra tillräckligt med elektronpositronmaterial för att studera fysiken för gammastrålningsutbrott, "sa Hui Chen, projektledare och medförfattare till tidningen. "Men vi fann att experimenten också skapade en röntgenstrålkastare med hög energi (MeV) som kan tränga igenom mycket täta föremål, vilket är viktigt för många aspekter av vetenskap med hög energitäthet. "

När tillräckligt med energi pressas in i ett mycket litet utrymme, som vid partikelkollisioner med hög energi, partikel-antipartikelpar produceras spontant. När energi förvandlas till massa, både materia och antimateria skapas i lika stora mängder. I dessa experiment, intensiva laser-plasma-interaktioner producerar elektroner med mycket hög energi vars energi, när du interagerar med guldmålet, kan generera elektron-positronpar.

Forskarna använde tidigare resultat och nya simuleringar för att designa mikrostrukturer, som antingen kan förstärka eller minska denna interaktion, vilket leder till förbättrad eller undertryckt positrongenerering relativt tidigare teknikens ståndpunkt. Medförfattaren Anthony Link sa att "överensstämmelsen mellan simuleringarna och experimentet är anmärkningsvärd, ger oss förtroende för att vi fångar de viktigaste fysiska mekanismerna. "

Möjligheten att skapa många positroner i ett litet laboratorium öppnar dörren till nya vägar för anti-materiell forskning, inklusive förståelse för fysiken bakom olika astrofysiska fenomen som svarta hål och gammastrålningsutbrott samt en väg mot en tät elektronpositronplasma i laboratoriet.

"Att lägga till mikrostrukturer på den främre ytan till det typiska guldmålet utgör ett kostnadseffektivt tillvägagångssätt för att väsentligt öka positronutbytet med samma laserförhållanden. Det är ett steg längre mot att använda lasergenererade positronkällor för olika applikationer, "sa Jiang Sheng, huvudförfattaren till tidningen.