Cree antimateria en el escritorio: un día

Si miras Star Trek, sabrás que una forma de deshacerte de los molestos alienígenas es emitir antimateria. La verdad es que la antimateria es un poco menos exótica de lo que parece en la televisión, pero por una variedad de razones se han realizado casi tan pocas investigaciones prácticas al respecto. Hay más de 200 aceleradores de electrones en laboratorios de todo el mundo, pero solo un puñado trabaja con positrones, la contraparte del electrón. [Dr. Aakash Sahai] me gustaría cambiar eso. Tiene un nuevo diseño que podría sacar rayos de antimateria del laboratorio y colocarlos en el escritorio. No construyó un prototipo, pero publicó una simulación de prueba de concepto en Physical Review Accelerators and Beams.

Hoy en día, la generación de rayos de positrones de alta energía requiere un acelerador de RF: millas de pista con potentes electroimanes, enemas y cavidades de microondas. No es algo que vaya a construir en su garaje este año. [Sahai] toma prestadas ideas de los aceleradores de plasma láser electrónicos (ELPA), una tecnología que ha permitido que los aceleradores electrónicos se reduzcan a meras pulgadas, y le da la vuelta para crear positrones.

Hay dos etapas. Se crea un flujo de electrones de alta energía utilizando el proceso ELPA convencional. Esta etapa crea una lluvia o flujo de electrones. La segunda etapa es donde las cosas son de interés. La corriente de electrones rebota en un objetivo metálico, lo que hace que disminuyan su velocidad. Sin embargo, esa energía extra tiene que ir a alguna parte, por lo que crea rayos gamma. Sin embargo, el rayo gamma es inestable y se convierte en un positrón / electrón de baja energía. Estos positrones de baja energía se pueden formar en un rayo de alta energía.

A diferencia de los métodos convencionales, la única gran parte de este proyecto de aceleración es el sistema láser, que actualmente ocupa unos 25 metros cuadrados de espacio. Sin embargo, a medida que mejoren los proyectos láser, eventualmente dicho dispositivo podría construirse en el escritorio. Si eso suena loco, eche un vistazo a lo que sucedió con la generación de haces de electrones. SLAC utilizando métodos convencionales puede producir un haz de 1 GeV en una pista de 64 metros de largo. El récord de ELPA es de 4,25 GeV en 9 centímetros y se produjo un haz de 2 GeV en un equipo a 2 centímetros.

¿Significa esto que finalmente obtendremos nuestra pistola de antimateria Space Ranger que siempre hemos querido? Quizás. Mientras tanto, es posible que deba conformarse solo con el láser. Parece que la mayoría de los láseres grandes que vemos más adelante se eliminan para cortarlos.

  • RandyKC dice:

    Entonces, ¿cuánto daño causaría la eliminación de un Pozrone con un electrón?
    ¿Cuántas personas antes tenemos que advertir a los vecinos ... suponiendo que aún nos quedemos?

    • Jon dice:

      Descargo de responsabilidad: soy químico, no físico, pero me gusta la física. La aniquilación de un solo positrón y un electrón, si recuerdo cómo hacerlo correctamente, daría como resultado la producción de 1,64E-13 julios de energía mediante la ecuación de Einstein E = m * c ^ 2. En perspectiva, un petardo emite alrededor de 30 J de energía (de lo que puedo encontrar en línea), por lo que necesitaría eventos 1.83E14 para igualar esa energía, que es 500 veces el número de estrellas en la Vía Láctea. Conseguir un solo evento de aniquilación sería poco más que un pedo de mosca en un huracán.

      • Luke Weston dice:

        Consejo: en física de partículas nadie usa julios.

        La masa de un electrón (y un positrón) es 511 keV / c ^ 2.
        (eV / c ^ 2 es la mejor unidad de masa para estas cosas).

        La aniquilación E + / e- produce dos fotones (es necesario obtener dos para equilibrar su impulso) cada uno con una energía de 511 keV.

        • Piotr dice:

          Pero fuera de la física de partículas nadie usa electronvoltios. 511 keV es completamente abstracto, el joule es mucho más conveniente en la vida normal.

          • Palmadita dice:

            Sí, um, no. Posiblemente de la física del estado sólido y la física de partículas, tal vez. Qué impacto: en los campos en los que le importa que los electrones individuales respondan a las diferencias de potencial de nivel de voltaje, los electronvoltios son útiles. El eV también sería útil para las energías de unión, pero generalmente usan kJ / mol (o kcal / mol) porque los farmacéuticos miden las rupturas de unión a niveles macroscópicos.

            "511 keV es completamente abstracto"

            Entonces ... ¿por qué diablos la Navidad no es abstracta? Es * energía *. Todo es abstracto. Sabes cuánta energía hay en una jarra como puntos de referencia: se trata de la energía liberada al dejar caer un libro de texto a pie. Lo mismo ocurre con las kilocalorías: es la cantidad de energía necesaria para calentar un kilogramo de agua. Si el problema es que nunca ha obtenido un punto de referencia para un electrón-voltio, aquí tiene uno: es aproximadamente la mitad de la energía de un fotón típico del Sol. O es aproximadamente (1/6) de la energía necesaria para dividir una molécula de agua.

          • RW versión 0.0.1 dice:

            Entonces, ¿qué es eso en una unidad verdadera, como ergios?

          • Karna karno dice:

            Quería una conversión a cabezas de cerdo por minuto.

      • CMH62 dice:

        Pero creo que la pregunta más importante es: ¿lo poseería la mosca?

    • TimT dice:

      Los láseres absorberán más energía de la que obtendría del exterminio de electrones / positrones, porque fueron creados esencialmente a partir del rayo láser. No obtienes nada gratis ...

      • Daniel dice:

        ¡Infierno!

      • Jeff dice:

        Bueno, claramente no has oído hablar de los dispositivos de energía espacial negativa.

        Fuerza / S

  • Gregg Eshelman dice:

    Primer paso hacia los inyectores de antimateria para motores warp. Solo necesito unos cristales finos ...

    • Marcar Garrovick dice:

      Bueno, los romulanos usan uno inusual

      • Gregg Eshelman dice:

        Microagujeros negros portátiles, exactamente con lo que toda tripulación de nave espacial quiere viajar.

        • Karna karno dice:

          Todo lo que se necesita es la cantidad justa de estoicismo impersonal frío.

  • Gravis dice:

    Esto será absolutamente asombroso si se propaga. La verdadera esperanza es que podamos almacenar esto y usarlo como conductor para una nave espacial. Si podemos, ¡aquí está el primer paso para una nave espacial interestelar! 🙂

    • Palmadita dice:

      El almacenamiento y la producción de antimateria ha sido un campo activo de investigación durante años. No querrá producir antimateria con energías tan altas como esta; las necesita frías para almacenarlas en una trampa Penning.

      • kriss dice:

        ¿Qué pasa con el bosón anti higgs (para contramasa)?

  • Cbob dice:

    Sin recordar casi nada sobre las eficiencias reales estimadas de la edición en la producción de antimateria hace años, los láseres tendrán un potencial de arma mucho mayor. Allí también recibí una larga broma, algo en términos de la cantidad de 100 millas cuadradas de células solares es solo el comienzo.

    • Ostraco dice:

      ¿Quizás los ZPM (módulos de punto cero) funcionarían mejor?

  • GaryOak dice:

    Actualmente estoy creando positrones en mi garaje. No es tan emocionante como parece a primera vista.

    Tengo 100 kg (y exactamente eso: 4 de las bolsas de 25 kg) de nitrato de potasio allí. Está constantemente (bueno, disminuyendo lentamente en velocidad, después de 1.250 millones de años será solo la mitad de eso, triste) produciendo más de 1 Megabe de pelea de radiación. Principalmente gamma y neutrinos, pero también positrones de positrones beta y ANKA. La producción de un positrón es de unos 10 segundos.

    • Bunsen dice:

      Esta misma descomposición da como resultado que la papa promedio (~ 200 g) cree aproximadamente un positrón por hora y aproximadamente tres por minuto por persona.

      • efahl dice:

        Genial, necesito papas!

        • RW versión 0.0.1 dice:

          Espera, entonces el Sr. Potatohead tiene un cerebro de positrones, que según Asimov es el mejor en IA ... hombre, fuimos en la dirección equivocada.

    • Palmadita dice:

      Diablos, obtienes aproximadamente 1 positrón / segundo por cada metro cuadrado de área solo del flujo de rayos cósmicos.

      Pero un haz luminoso de positrones de escala de cien MeV decente es un asunto completamente diferente.

  • Marcar Garrovick dice:

    ¡Jim! ¡Spock puede estar muriendo allí! ”. "Si dejamos que esa cosa entre en la nave, tendrá mucha compañía" ...... "No me malinterprete mi próxima pregunta - Sr. Spock ... ¿por qué no murió? "sangre verde" ...... 🙂 Obiligatory Trek comentario nerd sobre episodio referido a "Obsesión"

  • Paul dice:

    Los autores dicen que este método produce positrones cuasi monocromáticos de alta energía. Además de investigar la física de partículas, ¿qué es útil para tales cosas?

    Hay una fábrica de antimateria a cinco minutos de mi casa: un ciclotrón médico convencional. Producen positrones bajo demanda durante todo el día. Y es mucho más útil en la práctica de bajo consumo de energía, tenga cuidado, para la obtención de imágenes médicas PET de emisión de positrones. (Para los pedantes, sí, soy consciente de la distinción de que el ciclotrón produce el isótopo, que luego produce el positrón).

    ¿Energías multi-GeV? ¿Positrones por el proceso de pares de gammas? Jikes. Ejecute esto por un tiempo y estará más caliente que Hades por activación de neutrones. Inaccesible e inutilizable. Puede ser del tamaño de una computadora de escritorio, pero necesitará unos pocos pies de concreto alrededor para protegerlo si planea producir un flujo significativo.

    • RW versión 0.0.1 dice:

      Pero es por eso que usa el condensador de flujo, para remojar todo de modo que su DeLorean de acero inoxidable no se separe de la descomposición del hidrógeno, piensa McFly.

Joel Carrasco
Joel Carrasco

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