Les scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ont obtenu une augmentation de près de 100 % de la quantité d'antimatière créée en laboratoire.

En utilisant des cibles avec des micro-structures sur l'interface laser, l'équipe a lancé un laser à haute intensité à travers eux et a constaté une augmentation de 100 % de la quantité d'antimatière (également connue sous le nom de positrons). La recherche apparaît dans Lettres de physique appliquée .

Des recherches antérieures utilisant un minuscule échantillon d'or ont créé environ 100 milliards de particules d'antimatière. Les nouvelles expériences doublent cela.

"Ces résultats expérimentaux réussis sont importants pour le projet de positron Livermore, dont le grand objectif est de produire suffisamment d'antimatière électron-positon pour étudier la physique des sursauts gamma, " dit Hui Chen, le chef de projet et co-auteur de l'article. "Mais nous avons découvert que les expériences ont également créé un rétroéclairage à rayons X à haute énergie (MeV) qui peut pénétrer des objets très denses, ce qui est important pour de nombreux aspects de la science à haute densité d'énergie."

Lorsque suffisamment d'énergie est comprimée dans un très petit espace, comme lors de collisions de particules à haute énergie, des paires particule-antiparticule sont produites spontanément. Quand l'énergie se transforme en masse, la matière et l'antimatière sont créées en quantités égales. Dans ces expériences, les interactions laser-plasma intenses produisent des électrons de très haute énergie dont l'énergie, lors de l'interaction avec la cible en or, peut générer des paires électron-positon.

Les chercheurs ont utilisé des résultats antérieurs et de nouvelles simulations pour concevoir des micro-structures, qui pourraient soit améliorer soit diminuer cette interaction, conduisant à une génération de positons améliorée ou supprimée par rapport à l'état de l'art antérieur. Le co-auteur Anthony Link a déclaré que "l'accord entre les simulations et l'expérience est remarquable, nous donnant l'assurance que nous capturons les mécanismes physiques les plus importants."

La possibilité de créer de nombreux positons dans un petit laboratoire ouvre la porte à de nouvelles voies de recherche sur l'antimatière, y compris une compréhension de la physique sous-jacente à divers phénomènes astrophysiques tels que les trous noirs et les sursauts gamma ainsi qu'une voie vers un plasma dense d'électrons-positons en laboratoire.

« L'ajout de microstructures de surface avant à la cible d'or typique constitue une approche rentable pour augmenter considérablement le rendement en positons tout en conservant les mêmes conditions laser. C'est un pas de plus vers l'utilisation de sources de positons générées par laser pour la variété d'applications, " a déclaré Jiang Sheng, l'auteur principal de l'article.