Przełomowy eksperyment - fizycy chcą stworzyć materię ze światła

Kategorie

światło

nauka

materia

fizyka

optyka

Źródło: www.sxc.hu

W 1934 roku, Gregory Breit i John Archibald Wheeler stwierdzili, że wystarczy zderzyć ze sobą dwa fotony, aby powstał elektron i pozyton. Jest to najprostszy sposób na stworzenie materii ze światła. Dziś fizycy uważają, że technologia jest już na wystarczająco wysokim poziomie, aby można było tego dokonać.

Jak wynika z artykułu, który pojawił się w czasopiśmie Nature Photonics, naukowcy z Imperial College London chcą przeprowadzić eksperyment polegający na zderzaniu ze sobą fotonów. Pozwoli to na praktyczne potwierdzenie teorii Breita-Wheelera, czyli stworzenie materii ze światła. W tym celu należałoby zbudować urządzenie pozwalające na zderzanie fotonów.

Uczeni z Imperial College London rozwiązywali problem z fuzją jądrową i właśnie wtedy doszli do wniosku, że to co próbowali rozwiązać, można odnieść również do teorii Breita-Wheelera. Demonstracja tego procesu zapewni ostatnią część układanki, opisującą najprostsze sposoby interakcji światła z materią.

"Choć wszyscy fizycy zgodzili się, że teoria Breita-Wheelera jest prawdziwa gdy po raz pierwszy ją zaproponowano, to stwierdzili iż nigdy się nie spodziewali, że będzie można zaobserwować ten proces w laboratorium. Teraz, niemal po 80 latach, udowodnimy im że się mylili. Najbardziej zaskakujące okazało się dla nas odkrycie, że eksperyment można przeprowadzić za pomocą technologii, która jest obecnie dostępna w Wielkiej Brytanii. Jako teoretycy zwracamy się teraz do osób, które mogą skorzystać z naszych pomysłów i podjąć się tego przełomowego eksperymentu" - powiedział profesor Steve Rose z Imperial College London.

Eksperyment będzie obejmował dwa kluczowe etapy. Najpierw naukowcy wykorzystają wyjątkowo potężny laser o dużej intensywności aby rozpędzić elektrony niemal do prędkości światła. Następnie skierują te elektrony w stronę złotej płytki, dzięki czemu utworzą wiązkę fotonów miliard razy bardziej intensywną niż światło widzialne.

Drugi etap eksperymentu zakłada wykorzystanie wysokoenergetycznego światła laserowego na wewnętrzną powierzchnię małego, złotego i pustego w środku cylindra (hohlraum). Powstanie wtedy promieniowanie cieplne, generujące światło podobne do tego, jakie emitują gwiazdy. Fizycy następnie skierują wiązkę fotonów o której była mowa w pierwszym etapie eksperymentu do wnętrza cylindra, gdzie zderzy się ze światłem wygenerowanym przez promieniowanie cieplne.

W ten właśnie sposób powstaną elektrony i pozytony, które będzie można wykryć gdy będą opuszczać cylinder. Jednak zanim eksperymenty zostaną przeprowadzone, trzeba najpierw zbudować odpowiedni zderzacz i jest to już ostatnia przeszkoda dla praktycznego potwierdzenia teorii Breita-Wheelera.

Źródło: http://phys.org/news/2014-05-scientists-year-quest.html