Антиматерию загнали в бутылку

Антивещество, зеркальное отражение материи Вселенной, привлекает ученых своими свойствами. Оно видится ключом к тайнам мироздания, невероятно мощным источником энергии, идеальным оружием. Обычно физики получают антивещество с помощью радиоизотопов и столкновения частиц в коллайдерах. Однако оно очень быстро уничтожается из-за контакта с обычной материей и исчезает во вспышке гамма-излучения. Хранение античастиц в течение длительного времени всегда было сложной научной проблемой.

Клиффорд Сурко (Clifford Surko), профессор физики из Университета Калифорнии (Сан-Диего), планирует построить контейнер для хранения антивещества. В последнее время физики разработали ряд методов, позволяющих создавать особые состояния антиматерии, в которых большие облака античастиц могут храниться и использоваться для различных целей.

По словам Клиффорда Сурко, за последние несколько лет появились новые методы хранения миллиардов позитронов в течение нескольких часов или более. Охлажденные до низких температур, замедленные частицы теперь могут изучаться в относительно удобной для ученых форме. В настоящее время существует возможность хранить замедленные позитроны, полученные из радиоактивных источников, в течение нескольких дней в специальных "бутылках" со стенками из электрических и магнитных полей. При этом их можно охладить до температуры жидкого гелия, сжимать до высокой плотности и получать по мере необходимости тонкую струйку античастиц из "горлышка" бутылки. Похожий принцип пучка позитронов используют PET-томографы, которые применяются для изучения человеческих метаболических процессов и разработки новых лекарственных препаратов.

"Бутылки" с антиматерией планируется использовать в других целях. Прежде всего, ученые хотят понять процесс взаимодействия античастиц с обычным веществом. Также существуют и другие области применения, например изучение свойств поверхности различных материалов.

В настоящее время Клиффорд Сурко и его коллеги из Университета Калифорнии занимаются исследованиями процесса связи позитрона с обычными атомами и молекулами. Этот процесс занимает всего лишь миллиардную долю секунды. В лаборатории университета уже строят крупнейшую в мире ловушку низкоэнергетических позитронов, способную хранить одновременно более триллиона частиц антивещества. Хранилище представляет собой массив из магнитных бутылок с десятком миллиардов античастиц в каждой. Оно позволит проводить множество новых исследований, например ставить опыты с антиводородом, изучать электрон-позитронную плазму, подобную той, что, по мнению ученых, присутствует на магнитных полюсах нейтронных звезд. С помощью нового хранилища можно будет создавать более мощные потоки позитронов, которые, в частности, нужны для работы над аннигилирующим гамма-лазером.