Laser als Positronenschleuder

Ultrakurze Pulse erzeugen Antiteilchen

Laser als Positronenschleuder © LLNL / Jacqueline McBride

Positronen sind die Antiteilchen der Elektronen. Um sie herzustellen braucht man normalerweise die gewaltige Energie eines Teilchenbeschleunigers. Doch Physiker des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in den USA gelang dies mit einem speziellen Laser. Hier bereitet Physikerin Hui Chen ein Positronen-Experiment am Titan-Laser vor.

Der Laser verbindet einen sehr energiereichen, aber ultrakurzen Puls mit einem schwächeren aber dafür länger anhaltenden Strahl. Der Petawatt starke aber nur Picosekunden kurze Puls trifft im Experiment auf eine Mikrometer dünne Folie aus Schwermetallatomen und erzeugt dabei Positronen. Mit dieser Methode lassen sich in kurzen Zeiträumen mehr dieser Antiteilchen herstellen als in Beschleunigerringen. Mehr als 100 Milliarden Positronen haben die Physiker des LLNL bereits erzeugt.

Damit eröffnet dies der Physik wertvolle Forschungsmöglichkeiten unter anderem zu den Eigenschaften der Antimaterie, aber auch zu anderen offenen Fragen über unser Universum wie beispielsweise: Wie bilden sich Schwarze Löcher? Warum dominiert heute die Materie über die Antimaterie? Auch die Gammastrahlenausbrüche im All lassen sich durch solche Studien zukünftig vielleicht besser verstehen.

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