激光進入金靶前方的微結構，驅動高能伽馬光子(橙色)和粒子，包括電子-正電子反物質對(藍色和綠色)。實驗數據表明，該微結構使激光到反物質的能量轉換(相對於(yu) 沒有結構的目標)翻了一番。資料來源:勞倫(lun) 斯利弗莫爾國家實驗室

　　勞倫(lun) 斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的科學家們(men) 已經實現了在實驗室中產(chan) 生的反物質數量接近100%的增加。

　　利用激光界麵上帶有微結構的目標，該團隊用高強度激光射穿它們(men) ，發現反物質(也被稱為(wei) 正電子)的數量增加了100%。這項研究發表在《應用物理快報》上。

　　之前的研究使用一個(ge) 微小的金樣本產(chan) 生了大約1000億(yi) 個(ge) 反物質粒子。新的實驗是這個(ge) 數字的兩(liang) 倍。

　　“這些成功的實驗結果對利弗莫爾正電子項目非常重要，該項目的宏偉(wei) 目標是製造足夠多的電子-正電子反物質來研究伽馬射線爆發的物理現象，”項目負責人、論文合著者陳輝(Hui Chen)說。“但我們(men) 發現，實驗還創造了一種高能(MeV) x射線背光器，可以穿透非常密集的物體(ti) ，這對高能密度科學的許多方麵都很重要。”

　　當足夠的能量被擠壓到一個(ge) 非常小的空間時，比如在高能粒子碰撞時，粒子-反粒子對就會(hui) 自動產(chan) 生。當能量轉化為(wei) 質量時，物質和反物質的數量都是相等的。在這些實驗中，強烈的激光-等離子體(ti) 相互作用產(chan) 生能量非常高的電子，當這些電子與(yu) 金靶相互作用時，可以產(chan) 生電子-正電子對。

　　研究人員使用以前的結果和新的模擬來設計微結構，這可以增強或削弱這種相互作用，導致增強或抑製正電子產(chan) 生相對於(yu) 以前的技術水平。合著者安東(dong) 尼·林克(Anthony link)表示:“模擬和實驗之間的一致性是顯著的，這讓我們(men) 有信心，我們(men) 正在捕捉最重要的物理機製。”

　　能夠創建大量的正電子在一個(ge) 小實驗室開門反物質研究的新途徑,包括對物理學的理解潛在的各種天體(ti) 物理現象如黑洞伽馬暴以及途徑向茂密的正負電子等離子體(ti) 在實驗室。

　　“在典型的金靶上添加前表麵微結構構成了一種經濟有效的方法，在保持相同的激光條件下，大幅提高正電子的產(chan) 量。這是朝著將激光產(chan) 生的正電子源用於(yu) 各種應用的方向又邁進了一步。”