زوج ماده - ماده‌های خنثی عامل اصلی انرژی نوسان خلأ یا انرژی نقطه صفر هستند

"گیره‌های لیزری" به دانشمندان اجازه می‌دهد تا شرایط ستاره نوترونی را در آزمایشگاه بازسازی کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، گروهی از محققان یک روش ساده و شگفت‌آور برای بازآفرینی شرایط نزدیک به یک ستاره نوترونی ترسیم کرده‌اند، پیشرفتی که می‌تواند منجر به کشفیات علمی جدید و غیرقابل تصوری پیرامون نقش اسرارآمیز پادماده شود. این گروه از فیزیکدانان دستگاهی را طراحی کرده‌اند که در مقاله‌ای در مجله Communications Physics شرح داده شده است و دارای دو لیزر است که به طرف یکدیگر شلیک می‌کنند. نتیجه این است که انرژی دو لیزر به صورت همزمان به ماده، به شکل الکترون و همچنین پادماده به شکل پوزیترون تبدیل می‌شود. نادر بودن و بی ثباتی پادماده به این معنی است که بررسی آن به شکل چشمگیری دشوار است. پادماده به طور معمول در نزدیکی سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی تولید می‌شود، در حالی که روی زمین می‌توان آن را پس از برخورد صاعقه یا در تاسیساتی مانند برخورد دهنده بزرگ هادرونی مشاهده کرد. با این حال به لطف این روش جدید، دانشمندان در سراسر جهان ممکن است اکنون قادر به تولید پاد ماده در آزمایشگاه باشند. اگرچه هنوز این دستگاه لیزری برای تولید پادماده باید تکمیل شود، اما شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که اصول آن صحیح است و این دستگاه کارآمد است. این دستگاه جدید که به طور مشخص "گیره لیزری" نامیده می‌شود، دو لیزر قوی را از هر دو طرف به یک بلوک پلاستیکی شلیک می‌کند. این بلوک شامل کانال‌های کوچک متقاطع به عرض تنها چند میکرومتر است که به تسریع ابر الکترون‌ها درون ماده کمک می‌کند. هنگامی که ابرهای الکترونی از پرتوهای جداگانه لیزر با یکدیگر برخورد می‌کنند، تعداد زیادی پرتوهای گاما تولید می‌کنند که موجب تولید ماده و پادماده می‌شود که در این مورد خاص، الکترون‌ها و معادل پادماده آنها یعنی پوزیترون‌ها است. به عنوان یک اقدام دیگر این دستگاه همچنین از میدان‌های مغناطیسی برای متمرکز کردن پوزیترون‌ها در یک پرتوی متمرکز استفاده می‌کند. محققان توضیح می‌دهند: در فاصله فقط ۵۰ میکرومتر، ذرات باید به انرژی یک گیگالکترون ولت(GeV) برسند، مقداری که معمولاً به شتاب دهنده ذرات کامل نیاز دارد. فیزیکدانان می‌گویند، فرآیند ایجاد شده توسط این دستگاه به احتمال زیاد منعکس کننده فرآیندهایی است که در مگنتوسفر تپ‌اخترها مشاهده می‌شود که به سرعت در حال چرخش به دور ستاره‌های نوترونی هستند.

"الکسی عارفیف" یکی از نویسندگان این مطالعه توضیح داد: با مفهوم جدید ما، چنین پدیده‌هایی را می‌توان در آزمایشگاه حداقل تا حدی شبیه‌سازی کرد که به ما امکان می‌دهد آنها را بهتر درک کنیم. پادماده که از ذرات بار مخالف ماده معمولی تشکیل شده است، در مقایسه با ماده به طرز شگفت آوری کمیاب است و دانشمندان به طور دقیق مطمئن نیستند که چرا چنین است. این تحقیقات جدید ممکن است به دانشمندان کمک کند تا این راز عدم تقارن ماده و پادماده را کشف کنند. دانشمندان بر این باورند که ماده و پادماده باید طی سال‌های پس از مه‌بانگ با یکدیگر برخورد کرده و از بین رفته باشند، زیرا تصور می‌شود آنها در مقادیر مساوی تولید شده‌اند. این یافته‌های جدید به دانشمندان اجازه می‌دهد درک کلی بهتری کسب کنند، اما هنوز نمی‌دانیم که چرا مقدار پادماده در جهان بسیار کمتر از ماده است. این کشف می‌تواند درک کلی ما از جهان را تغییر داده و به تحقیقات جدیدی منجر شود که قبلاً ممکن نبود.