Chế tạo thành công ‘súng’phản vật chất để bàn

Một đội vật lí quốc tế làm việc tại trường Đại học Michigan ở Mĩ vừa thành công trong việc chế tạo một “khẩu súng” phản vật chất để bàn có khả năng phát ra những xung ngắn positron. Trong bài báo của họ đăng trên tạp chí Physical Review Letters, đội khoa học đã mô tả cách họ chế tạo khẩu súng, cái nó có khả năng làm, và nó có thể có những công dụng gì.

Positron là phản hạt của electron. Ngoài việc được tạo ra trong các phòng thí nghiệm, chúng còn được tìm thấy trong những vòi vật chất do lỗ đen và pulsar phát ra. Cho đến nay, positron dùng cho nghiên cứu được tạo ra bởi những cỗ máy rất đồ sộ và tốn kém. Một trong số đó là cỗ máy gia tốc khổng lồ tại CERN (LHC). Một cái nữa là một dụng cụ do các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore chế tạo, nó tạo ra positron bằng cách chiếu một laser cực mạnh vào một cái đĩa nhỏ xíu bằng vàng. Một nghiên cứu khác mới đây của các nhà khoa học tại Đại học Texas thì chế tạo một máy gia tốc cỡ để bàn. Nỗ lực mới này dựa trên nghiên cứu đó – đội khoa học đã chế tạo một dụng cụ không dài hơn 1 mét có khả năng phát ra những xung ngắn electron lẫn positron, mà theo họ báo cáo, rất giống với cái phát ra bởi các lỗ đen và pulsar.

Chế tạo thành công ‘súng’phản vật chất để bàn

a. Sơ đồ thí nghiệm nhìn từ trên xuống. Lá chắn plastic và tefon được đưa vào để giảm nhiễu do các hạt lệch hướng năng lượng thấp và tia X. b. Tín hiệu positron tiêu biểu do Bản Ảnh ghi lại. c. Tín hiệu tiêu biểu của chùm electron ghi lại trên màn hình LANEX. d. phổ thu được. Ảnh: arxiv.org/abs/1304.5379

Để lập kì công này, đội khoa học đã chiếu một laser petawatt (1015 W) vào một mẫu khí trơ helium. Chiếu laser như vậy làm tạo ra một chùm electron chuyển động rất nhanh. Những electron đó được hướng vào một lá kim loại rất mỏng làm cho chúng lao vào từng nguyên tử kim loại. Những va chạm đó mang lại một dòng phát xạ electron và positron – hai loạt hạt được tách riêng ra bằng cơ chế nam châm.

Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng mỗi xung bắn của khẩu súng của họ chỉ kéo dài 30 femto giây (1 femto giây = 10-15 giây), nhưng mỗi xung chiếu mang lại sự sản sinh hàng nghìn triệu triệu positron – mức có thể sánh với sản lượng positron tại CERN. Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng người ta có thể sử dụng dụng cụ của họ để mô phỏng những dòng vật chất phát ra từ lỗ đen và/hoặc pulsar, hi vọng mang đến một số câu trả lời cho những câu hỏi như trong những vòi vật chất như thế có những loại hạt vật chất nào với tỉ lệ bao nhiêu, năng lượng chúng có là bao nhiêu, và các hạt trong chúng tương tác như thế nào với môi trường mà chúng bị ném vào.

Tham khảo: Table-Top Laser-Based Source of Femtosecond, Collimated, Ultrarelativistic Positron Beams, Phys. Rev. Lett. 110, 255002 (2013). prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i25/e255002 ; arxiv.org/abs/1304.5379

Theo PhysOrg.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 92)
05/07/2020
Hiệu ứng Doppler 1842 Christian Andreas Doppler (1803–1853), Christophorus Henricus Diedericus Buys Ballot (1817–1890) “Khi viên sĩ quan cảnh
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 91)
05/07/2020
Quang học sợi 1841 Jean-Daniel Colladon (1802–1893), Charles Kuen Kao (sinh 1933), George Alfred Hockham (sinh 1938)   Khoa học về sợi
Thời gian có thật sự trôi không?
28/06/2020
Các định luật vật lí hàm ý rằng sự trôi qua của thời gian là một ảo giác. Để né tránh kết luận này, chúng ta phải suy
Chuyện kể của một hạt muon
19/06/2020
Khám phá muon từng khiến các nhà vật lí bối rối. Ngày nay, các thí nghiệm quốc tế sử dụng hạt vốn từng khó hiểu này để
Vì sao lực hấp dẫn khác với những lực còn lại?
17/06/2020
Chúng tôi hỏi bốn nhà vật lí tại sao lực hấp dẫn lạc lõng trong số các lực của tự nhiên. Và chúng tôi nhận được bốn
Cấp độ trong vật lí học
13/06/2020
Không giống triết học, logic học, hay toán học thuần túy, vật lí là một khoa học vừa mang tính kinh nghiệm vừa mang tính định
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần cuối)
13/06/2020
TRIẾT HỌC VÀ KHOA HỌC THẦN KINH Cuộc tranh luận giữa Nguyên lý Copernican và Nguyên lý Nhân loại cũng tạo ra tiếng vang trong khoa
Các nghịch lí Zeno
09/06/2020
ACHILLES VÀ CON RÙA “Mọi chuyển động đều là ảo giác.” Xếp thứ nhất trong chín nghịch lí của chúng ta có từ hai thiên

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com