I fisici scoprono come creare materia e antimateria dalla luce

Un team di ricercatori dell’Istituto di Fisica Applicata dell’Accademia Russa delle Scienze ha annunciato che sono in grado di calcolare come creare materia e antimateria utilizzando il laser.

Ciò significa che, concentrando impulsi laser ad alta potenza,  presto potremmo essere in grado di creare materia e antimateria con la luce.

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Teoria

La luce è fatta di fotoni ad alta energia. Quando i fotoni ad alta energia attraversano forti campi elettrici, perdono abbastanza radiazioni per diventare raggi gamma e creare positroni e elettroni , generando così un nuovo stato della materia.

Un campo elettrico forte può, in generale, “bollire il vuoto”, che è pieno di “particelle virtuali”, come coppie di elettroni e positroni.

Il campo può convertire i tipi di particelle dia uno stato virtuale in cui non sono direttamente osservabili,a quello vero, come spiega Igor Kostyukov, uno dei ricercatori dello studio.

CEQ a cascata

Una cascata  elettrodinamica quantistica (CEQ) è una serie di processi che iniziano con l’accelerazione di elettroni e positroni in un campo laser. Poi c’è il rilascio di alta energia di fotoni, elettroni e positroni.

Con il decadimento dei fotoni ad alta energia, vengono prodotte coppie di elettroni e positroni. Essenzialmente, un CEQ porterà alla produzione di plasma di fotoni ad alta energia.

Nel frattempo il fenomeno, è una teoria che deve ancora essere osservato in condizioni di laboratorio.

Simulazioni

Sulla base della teoria dell’elettrodinamica quantistica a cascata, i ricercatori hanno osservato come gli intensi impulsi laser interagiscono con una lama attraverso simulazioni numeriche.

Sorprendentemente, hanno trovato che i fotoni con più alta energia sono stati prodotti da positroni agli elettroni.

Se potessimo produrre un gran numero di positroni attraverso un corrispondente esperimento, potremmo concludere che la maggior parte sono stati generati utilizzando una cascata di CEQ.

Può sembrare complicato, ma la conclusione che possiamo trarre da questo è che la scoperta dovrebbe aprire nuove porte in termini di come siamo in grado di produrre materia e antimateria efficiente edin modo economico, cambiando in modo significativo il modo in cui nutriamo il nostro veicolo spaziale.

Costo

Attualmente, il costo di produzione e stoccaggio di antimateria non è buona. Fare 1 grammo di materiale richiede circa 25 milioni di miliardi di chilowattora di energia, e più di un milione di miliardi.

Lo studio offre un modo più economico per fare l’antimateria.

Si dà anche una panoramica delle proprietà dei diversi tipi di interazioni che in futuro potrebbe aprire la strada per le applicazioni pratiche, compreso lo sviluppo di idee avanzate per sorgenti laser più brillanti rispetto a qualsiasi altra oggi disponibile.

Successivamente, i ricercatori hanno in programma di espandere i loro risultati a più impostazioni generali di interazione laser, che porta a una vasta gamma di parametri in considerazione. [ Futurismo ]

Fonte: hypescience.com

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