È possibile "estrarre" antimateria dalla luce? I fisici hanno scoperto come farlo

È possibile 'estrarre' antimateria dalla luce? I fisici hanno scoperto come farlo
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Tutti sappiamo che il mondo intorno a noi, dalla più piccola molecola agli ammassi stellari, è fatto di materia e particelle. Immaginiamo ora di modificare questi elementi in modo che risultino di segno opposto. Ecco che otteniamo l'antimateria e le antiparticelle. Un team di fisici ha scoperto come generare l’antimateria dalla luce stessa.

Un team eterogeneo di fisici, diretti da Yutong He, ha dimostrato che sarebbe possibile creare un getto accelerato di antimateria dalla luce. Il processo, descritto dal modello teorico Breit-Wheeler, permette di generare una coppia di particelle elettrone-positrone (o antielettrone) dai fotoni. Ad oggi questo paradigma non è ancora stato verificato con metodiche sperimentali e il motivo principale consta dell’attuale difficoltà di realizzare un laser a raggi gamma. Il team in questione, però, ha proposto una metodica di approccio che potrebbe permettere la realizzazione del modello teorico. Secondo le simulazioni informatiche, infatti, le condizioni richieste sembrano realizzabili avvalendosi di una struttura laser a due raggi ad alta intensità, diretta e ben adattata al bersaglio su cui saranno proiettati gli impulsi.

Secondo quanto affermato da Toma Toncian, fisico del laboratorio di ricerca Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, in Germania "Quando gli impulsi laser penetrano nel campione, ciascuno di essi accelera una nuvola di elettroni estremamente veloci" e continuando spiega che "Queste due nuvole di elettroni quindi corrono l'una verso l'altra con tutta la forza, interagendo con il laser che si propaga nella direzione opposta".

L’energia della collisione è così elevata da produrre una nuvola di fotoni gamma, che scontrandosi tra loro producono coppie elettrone-positrone, seguendo il modello della teoria della relatività di Einstein. L’intero processo, inoltre, dovrebbe generare campi magnetici tali da concentrare i positroni in una serie di getti accelerati, assimilabili a quelli emessi dalla magnetosfera di stelle di neutroni chiamate pulsar.

Se i dati sperimentali dovessero coincidere con le simulazioni sarebbe possibile comprendere meglio i processi che avvengono nei pressi di queste stelle, intorno alle quali si ipotizza che potrebbero generarsi nuvole di radiazioni gamma come quelle teorizzate dall’esperimento. Il prossimo passo sarà quello di verificare le simulazioni con l’attuazione di test preliminari presso l’infrastruttura di ricerca Europen XFEL, ben nota per essere in grado di generare impulsi a raggi-x ad alta intensità.

La portata di questa scoperta è evidenziata dalla possibilità di approfondire le attuali conoscenze non solo su questa classe di stelle, ma anche riguardo i processi di annichilamento dell'antimateria a contatto con quella canonica, così da poterne sfruttare il potenziale di applicazione nella tecnologia futura.

FONTE: Nature
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