Подкрепете ни!

Ако харесвате Свежа Наука и редовно четете публикациите ни, оценявате работата ни и искате да продължаваме все така, подкрепете ни! :)

На този етап от съществуването си Свежа Наука има нужда от вашата помощ! Последвайте ни в социалните мрежи Facebook, Google+ и Twitter, за да подкрепите нашата кауза - разпространяване на наука и познание.

За повече информация, обмяна на идеи или публикуване на материали, се свържете с нас.

Може ли светлината да бъде превърната в материя?

Home/Препоръчано, Физика/Може ли светлината да бъде превърната в материя?

Как да докажем, че светлината може да бъде превърната в материя?

През 1934 двама американски физици обясняват теоритично, че ако успеем да сблъскаме два фотона, ще получим два позитрона и два електрона – доказателството, че светлината може да бъде превърната в материя. Един такъв експеримент проведен в лабораторни условия би бил практическо доказателство за теорията на относителността – E=mc², където масата на даден обект е равна на съхранената в него енергия. Поради простата причина, че във времето когато Грегъри Брейт [Gregory Breit] и Джон Уиуър [John A. Wheeler] представят своята хипотеза, не са разполагали с технология, която да провери принципа, и до днес той си остава чисто теоритичен – една теория, която очаква своята технология.

80 години по-късно…

Ето, че точно 80 години по-късно, времето за демонстрация изглежда е дошло. Физици от Imperial College в Лондон, почти случайно, са открили метод, който ще позволи теорията на Брейт и Уиуър да бъде проверена. В изследване, публикувано в Nature Photonic този месец, екипът обяснява как, докато работили над проблем свързан с ядрения синтез, открили, че при облъчване на ‘hohlraum’ от мощен лазер, се създават условия за колизия на фотони, като заключението е, че образуването на материя от високо енергизирани фотони е възможно.

Какво е Hohlraum?!

Hohlraum е мъничка златна тръбичка, която абсорбира енергията от излъчен към нея мощен лазер и имитира погълнатата енергия в спектъра на рентгеновите лъчи.

Процесът Breit-Wheeler не е проверен до днешна дата, поради две основни причини: необходимостта от свръх-мощни лазери за създаването на два достатъчно плътни снопа фотони, за да взаимодействат помежду си; както и стерилна среда за регистриране на сблъсъка и анализиране на данните от него.

По-ранни косвени сведения

Това всъщност не е първият път когато светлина бива превърната в материя. През 1997, със Станфордския линеен колайдер, учени прилагат различен метод, като успяват да създадат условия за голям брой взаимодействащи фотони – с помощта на високоенергиен електронен лъч и силно електромагнитно поле.

Hohlraum [златната каничка] в National Ignition Facility - Dr. Eddie Dewald

Разликата при новия метод на учените от Imperial College е, че те използват енергията от сблъсъка на само два фотона за да създадат материя. Това ще е първият път когато единица светлина бива превърната в единица материя – като това ще позволи извличане на абсолютно точни данни.

Какво приложение може да има тази технология?

„Идеята за създаване на фотонен колайдер отдавна вълнува учените. Много различни частици могат да бъдат образувани при сблъсък на фотони, така че този вид колайдер се явява доста полезен за изучаване на физиката на едно фундаментално ниво, с много чист и директен подход. Може да намери практическо приложение в PET скенерите, които в момента използват електрони и позитрони [антиматерия], възможност за създаване на антиматерия по много ефективен начин. Със сигурност, за в бъдеще, принципът ще намери редица приложения, но за сега интересът е чисто академичен.“

Според изследователите, първоначално направеното по погрешка откритие, в последствие ще даде различни предимства на науката. В бъдеще възможността за синтезиране на всякакви частици материя, не само позитрони и електрони, ще е напълно реална.

„Този процес е малко странен, но със сигурност работи, и ще бъде доказан. Просто до този момент нямахме необходимата техника за да го докажем. За сравнение, обратният процес е пресъздаден преди десетилетия – отделянето на два фотона при сблъсък на позитрон с електрон. Дори ние да не успеем, в което силно се съмнявам, то някой в следващите 2-3 години ще наблюдава този ефект.“

Добави коментар