Ученые нашли способ превратить свет в материю

Ученые нашли способ превратить свет в материю

Физики Имперского колледжа Лондона (Imperial College London) нашли метод превращения света в материю, процесс, что считался неосуществимым со времен, в то время, когда мысль в первый раз была озвучена 80 лет назад.

В один прекрасный день, по окончании нескольких чашек кофе, в мелком офисе лаборатории отделения физики колледжа, три физика создали относительно несложный метод физически доказать теорию, предложенную в первый раз учеными Брейтом (Breit) и Уилером (Wheeler) в первой половине 30-ых годов XX века.

Брейт и Уилер высказали предположение, что должно быть вероятно преобразовывать свет в материю, сталкивая между собой две частицы света (фотоны), для электрона и позитрона – самый несложный способ преобразования света в материю, что когда-либо был предсказан. Расчет был произведен лишь в теории, как согласились Брейт и Уилер, и само собой разумеется они не ожидали, что кто-то когда-либо покажет практическое подтверждение их теории. Таковой опыт ни при каких обстоятельствах не проводился в лабораториях, а ранние испытания потребовали дополнительного применения высокоэнергетических частиц.

Новое изучение, размещённое в издании Nature Photonics (рецензируемый научный издание, издаваемый Nature Publishing Group), говорит, как в первый раз теория Брейта и Уилера возможно доказана на практике. Устройство, именуемое «фотон-фотон коллайдер», которое будет преобразовывать свет конкретно в материю, применяя уже существующую разработку, станет новым типом физического опыта высокой энергии. Данный опыт воссоздаст ответственный процесс, что имел место в первые 100 секунд вселенной, конечно был отмечен при изучении всплесков гамма-излучения, каковые позваны самыми громадными взрывами во вселенной и до тех пор пока еще остаются громаднейшей тайной для физиков.

Ученые занимались изучением неприятности, не связанной с термоядерной энергией, в то время, когда они осознали, что то, над чем они трудятся, возможно применено к теории Брейта-Уилера. Открытие было сделано в сотрудничестве с сотрудником физиком из Университета ядерной физики Макса Планка, что случайно посетил колледж.

Демонстрация теории Брейта-Уилера добавит недостающие части в эту физическую головоломку, которая обрисовывает несложные методы, в которых взаимодействуют материя и свет (изображение ниже).

Остальные шесть частей в данной головоломке, а также теория позитронов Дирака и аннигиляции электронов (Dirac’s) 1930 года, теория фотоэффекта Энштейна 1905, все связаны с изучением, принесшим автору Нобелевскую премию.

Доктор наук Стив Роуз (Steve Rose) с кафедры физики Имперского колледжа, сообщил: «Не обращая внимания на всех физиков, каковые вычисляли теорию Брейта-Уилера правдивой, в то время, когда Брейт и Уилер в первый раз внесли предложение ее, они согласились, что не ожидают, что теорию возможно реализовать в лаборатории. Сейчас, практически 80 лет спустя, мы докажем, что они были не правы.

Открытие того, как мы можем создавать материю из света посредством разработки, которая сейчас дешева нам в Англии, стало для нас полной неожиданностью. Потому, что мы, теоретики, на данный момент ведем переговоры с теми, кто сможет применять отечественные идеи с целью проведения этого опыта».

Опыт с колайдером, что внесли предложение ученые, включает в себя два главных шага. Во-первых, ученые будут применять весьма замечательный высокоинтенсивный лазер для ускорения электронов до скорости, чуть ниже скорости света. После этого они выстрелят этими электронами в золотую пластину, в следствии чего будет взят пучок фотонов с энергией в миллиарды раза больше, чем у видимого света.

Следующий ход опыта включает маленькую золотую емкость, именуемую хольраум (hohlraum — в переводе с германского безлюдная помещение). Ученные выстрелят сверхмощным лазером на внутреннюю поверхность данной емкости для получения теплового поля, излучающего свет, подобный по чертям свету, излучаемому звездами.
После этого, пучок фотонов, полученный на начальной стадии опыта, будет направлен в центр емкости, заставляя фотоны с высокой энергией из двух источников сталкиваться и вырабатывать позитроны и электроны. Отследить образование позитронов и электронов вероятно в тот момент, в то время, когда они будут покидать емкость.

Ведущий исследователь Оливер Пайк (Oliver Pike), что на данный момент защищает докторскую степень в области физики плазмы, говорит: «Не смотря на то, что теория концептуально несложна, ее весьма тяжело проверить экспериментально. Мысль колайдера появилась весьма скоро, но дизайн предложенного опыта предполагал только относительную легкость при применении существующей разработке.

Но, всего пара часов изучения примеров нестандартного применения хольраумов, выходящего за рамки их классической роли в изучении термоядерной энергии, мы были приятно поражены, найдя, что они владеют комплектом черт, великолепно подходящим для фотонного колайдера. Гонка за завершения и проведения опыта длится».

по данным phys.org

Ученые поняли, как создать материю из света


Темы которые будут Вам интересны: