Antimaterie is een exotisch materiaal dat verdampt wanneer het in contact komt met gewone materie. Als je een antimateriehonkbal raakt met een knuppel gemaakt van gewone materie, het zou exploderen in een uitbarsting van licht. Het is zeldzaam om antimaterie op aarde te vinden, maar men gelooft dat het in de verste uithoeken van het universum bestaat. wonderbaarlijk, antimaterie kan uit het niets worden gecreëerd - wetenschappers kunnen gelijktijdige explosies van materie en antimaterie creëren met behulp van licht dat extreem energetisch is.

Hoe maken wetenschappers antimaterie? Wanneer elektronen, negatief geladen subatomaire deeltjes, heen en weer bewegen ze geven licht. Als ze heel snel gaan, ze geven veel licht. Een geweldige manier om ze heen en weer te laten bewegen, is door ze te beschieten met krachtige laserpulsen. De elektronen worden bijna net zo snel als licht, en ze genereren bundels van gammastraling (Figuur 1). Gammastraling is als röntgenstraling, zoals die bij dokterspraktijken of veiligheidslijnen op luchthavens, maar zijn veel kleiner en hebben nog meer energie. De lichtstraal is zeer scherp, ongeveer de dikte van een naainaald, zelfs op een paar meter afstand van de bron.

Wanneer gammastraling gemaakt door elektronen in elkaar overvloeit, ze kunnen materie-antimaterie-paren creëren - een elektron en een positron. Nutsvoorzieningen, wetenschappers hebben een nieuwe truc ontwikkeld om deze materie-antimaterie-paren nog efficiënter te maken.

"We hebben een 'optische val' ontwikkeld die ervoor zorgt dat de elektronen niet te ver bewegen nadat ze gammastraling hebben uitgezonden. " zei Marija Vranic van de Universiteit van Lissabon, die haar werk zal presenteren op de bijeenkomst van de American Physical Society Division of Plasma Physics in Portland, Ore. "Ze komen vast te zitten waar ze opnieuw geraakt kunnen worden door de krachtige laserpulsen. Dit genereert meer gammastraling, waardoor er nog meer paren deeltjes ontstaan."

Dit proces herhaalt zich, en het aantal paren groeit erg snel in wat een 'cascade' wordt genoemd. Het proces gaat door totdat de gecreëerde deeltjes zeer dicht zijn (Figuur 2).

Men denkt dat cascades van nature voorkomen in verre uithoeken van het universum. Bijvoorbeeld, snel roterende neutronensterren, pulsars genaamd, hebben extreem sterke magnetische velden, een biljoen keer sterker dan de magnetische velden op aarde, die cascades kunnen produceren.

Het bestuderen van cascades in het laboratorium zou licht kunnen werpen op mysteries die verband houden met astrofysische plasma's in extreme omstandigheden. Deze bundels kunnen ook industriële en medische toepassingen hebben voor niet-invasieve beeldvorming met hoog contrast. Verder onderzoek is nodig om de bronnen goedkoper en efficiënter te maken, zodat ze breed verkrijgbaar kunnen worden.