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　　激光進(jìn)入金靶前方的微結(jié)構(gòu)，驅(qū)動高能伽馬光子(橙色)和粒子，包括電子-正電子反物質(zhì)對(藍(lán)色和綠色)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該微結(jié)構(gòu)使激光到反物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換(相對于沒有結(jié)構(gòu)的目標(biāo))翻了一番。資料來源:勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室

　　勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的科學(xué)家們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生的反物質(zhì)數(shù)量接近100%的增加。

　　利用激光界面上帶有微結(jié)構(gòu)的目標(biāo)，該團(tuán)隊(duì)用高強(qiáng)度激光射穿它們，發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)(也被稱為正電子)的數(shù)量增加了100%。這項(xiàng)研究發(fā)表在《應(yīng)用物理快報(bào)》上。

　　之前的研究使用一個微小的金樣本產(chǎn)生了大約1000億個反物質(zhì)粒子。新的實(shí)驗(yàn)是這個數(shù)字的兩倍。

　　“這些成功的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對利弗莫爾正電子項(xiàng)目非常重要，該項(xiàng)目的宏偉目標(biāo)是制造足夠多的電子-正電子反物質(zhì)來研究伽馬射線爆發(fā)的物理現(xiàn)象，”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、論文合著者陳輝(Hui Chen)說。“但我們發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)還創(chuàng)造了一種高能(MeV) x射線背光器，可以穿透非常密集的物體，這對高能密度科學(xué)的許多方面都很重要。”

　　當(dāng)足夠的能量被擠壓到一個非常小的空間時，比如在高能粒子碰撞時，粒子-反粒子對就會自動產(chǎn)生。當(dāng)能量轉(zhuǎn)化為質(zhì)量時，物質(zhì)和反物質(zhì)的數(shù)量都是相等的。在這些實(shí)驗(yàn)中，強(qiáng)烈的激光-等離子體相互作用產(chǎn)生能量非常高的電子，當(dāng)這些電子與金靶相互作用時，可以產(chǎn)生電子-正電子對。

　　研究人員使用以前的結(jié)果和新的模擬來設(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu)，這可以增強(qiáng)或削弱這種相互作用，導(dǎo)致增強(qiáng)或抑制正電子產(chǎn)生相對于以前的技術(shù)水平。合著者安東尼·林克(Anthony link)表示:“模擬和實(shí)驗(yàn)之間的一致性是顯著的，這讓我們有信心，我們正在捕捉最重要的物理機(jī)制。”

　　能夠創(chuàng)建大量的正電子在一個小實(shí)驗(yàn)室開門反物質(zhì)研究的新途徑,包括對物理學(xué)的理解潛在的各種天體物理現(xiàn)象如黑洞伽馬暴以及途徑向茂密的正負(fù)電子等離子體在實(shí)驗(yàn)室。

　　“在典型的金靶上添加前表面微結(jié)構(gòu)構(gòu)成了一種經(jīng)濟(jì)有效的方法，在保持相同的激光條件下，大幅提高正電子的產(chǎn)量。這是朝著將激光產(chǎn)生的正電子源用于各種應(yīng)用的方向又邁進(jìn)了一步。”