Когда Вселенной было несколько минут, из энергии света возникли первые частицы материи и антиматерии. Обратный процесс нам хорошо знаком — от первобытного костра до атомной бомбы — но воссоздать трансформацию света в вещество сложнее.

Ученые из группы профессора Алексея Арефьева из Университета Сан-Диего годами работали над проблемой создания интенсивных, направленных пучков энергии и радиации. Один из предложенных ими способов — использование лазера мощностью около 4 ПВт. Высокоинтенсивные, сверхкороткие лазерные импульсы создают магнитное поле, которое в 100 раз сильнее магнитного поля Земли, пишет Phys.org.

Сказать, что все это происходит за один миг, было бы преувеличением. Магнитное поле существует всего 100 фемтосекунд (одна квадриллионная секунды). «Но с точки зрения лазера поле квази-статично», — пояснил Арефьев.

В таких условиях, как показало моделирование, разогнанные лазером электроны магнитного поля запускают эмиссию высокоэнергетических гамма-лучей. При столкновении двух гамма-лучей или одного гамма-луча с излучением черного тела возникают пары электрон — позитрон, частицы материи и антиматерии. Новый метод позволяет получить десятки сотен или тысяч пар в результате одного столкновения.

Во время эксперимента 1997 года ученые уже добивались похожих результатов, но тот метод требовал высокоэнергетических электронов, тогда как сейчас нужен только свет. И еще тогда каждые 100 импульсов давали всего одну пару.

Эксперимент, в котором для создания материи и антиматерии используется только свет, гораздо точнее имитирует первые минуты Вселенной и предлагает улучшенную модель для изучения этого важного периода существования космоса, а также для понимания антиматерии, которая остается загадкой для ученых.

Недавно ученые ЦЕРН сообщили о новом исследовании частиц антиматерии. Антипротоны были заключены в ловушку Пеннинга, чтобы их можно было изучить и изменять их спиновые состояния. Никаких следов взаимодействия антиматерии и темной материи в данном диапазоне зафиксировать не удалось.