Как производится антивещество в лаборатории? Может ли кто-нибудь объяснить на уровне частиц, как создаются антипротоны и антиэлектроны?
Создание антипротонов в принципе несложно, потому что любое столкновение с высокой энергией производит поток протонов, антипротонов и различных типов пионов. Пионы распадаются за несколько наносекунд, поэтому вам просто нужно дождаться распада пионов, а затем отделить антипротоны от протонов.
В Фермилабе пучок протонов с энергией 120 ГэВ столкнулся с никелевой мишенью, в результате чего образовались протоны и антипротоны. Смесь протонов и антипротонов сначала пропускали через литиевую линзу, чтобы получить коллимированный пучок, а последующее магнитное разделение давало отдельные пучки протонов и антипротонов.
Хотя создать антипротоны легко, если под созданием антиматерии вы подразумеваете создание нейтральной антиматерии, такой как антиводород , это намного, намного сложнее. Энергии антипротонов, созданных из никелевой мишени, намного выше, чем энергия ионизации (анти) водорода, поэтому антипротоны необходимо охладить и захватить, а затем прореагировать с позитронами для создания антиводорода.
Первые значительные количества антиводорода были созданы группой Альфа в ЦЕРНе . Вот хорошее видео, описывающее их эксперимент . Они удерживают антипротоны в магнитной ловушке, а затем регулируют поле, чтобы позволить им вступить в контакт с позитронами.
Поскольку Джон не обращается к позитронам, следует знать, что позитроны легко создаются, когда фотон имеет больше энергии, чем удвоенная масса электрона, в парах электрон-позитрон.
Это хорошо видно на изображении пузырьковой камеры:
где позитрон показан фиолетовым справа. Известно, что это электроны (позитроны) из-за быстрой потери энергии следа из-за ионизации, что указывает на малую массу электрона.
Для получения пучков позитронов необходимо генерировать пары на тонких мишенях в вакууме, так как рождение пар происходит в электромагнитном поле ядра, а затем магнитными полями отделять позитроны от электронов.
Мартин
сугунан
Джим