激光進入金靶前方的微結構，驅動高能伽馬光子(橙色)和粒子，包括電子-正電子反物質對(藍色和綠色)。實驗數(shù)據(jù)表明，該微結構使激光到反物質的能量轉換(相對于沒有結構的目標)翻了一番。資料來源:勞倫斯利弗莫爾國家實驗室

　　勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的科學家們已經(jīng)實現(xiàn)了在實驗室中產(chǎn)生的反物質數(shù)量接近100%的增加。

　　利用激光界面上帶有微結構的目標，該團隊用高強度激光射穿它們，發(fā)現(xiàn)反物質(也被稱為正電子)的數(shù)量增加了100%。這項研究發(fā)表在《應用物理快報》上。

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

　　“這些成功的實驗結果對利弗莫爾正電子項目非常重要，該項目的宏偉目標是制造足夠多的電子-正電子反物質來研究伽馬射線爆發(fā)的物理現(xiàn)象，”項目負責人、論文合著者陳輝(Hui Chen)說。“但我們發(fā)現(xiàn)，實驗還創(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，這對高能密度科學的許多方面都很重要?！?/p>

　　當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。當能量轉化為質量時，物質和反物質的數(shù)量都是相等的。在這些實驗中，強烈的激光-等離子體相互作用產(chǎn)生能量非常高的電子，當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果和新的模擬來設計微結構，這可以增強或削弱這種相互作用，導致增強或抑制正電子產(chǎn)生相對于以前的技術水平。合著者安東尼·林克(Anthony link)表示:“模擬和實驗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制?！?/p>

　　能夠創(chuàng)建大量的正電子在一個小實驗室開門反物質研究的新途徑,包括對物理學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電子等離子體在實驗室。

　　“在典型的金靶上添加前表面微結構構成了一種經(jīng)濟有效的方法，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用的方向又邁進了一步?！?/p>