Геймерам зі всього світу пропонують віддалено почистити річки за допомогою роботів-сміттярів
22 Березня , 2018
Philips почав практичне випробування технології Li-Fi – доступу в Інтернет через світлові хвилі
23 Березня , 2018

Вчені хочуть перетворити світло в матерію за допомогою потужних лазерів

Вчені-фізики з Імперського коледжу в Лондоні готуються до проведення ряду експериментів, метою яких є підтвердження однієї з теорій, висунутої 84 роки тому. Ця теорія, названа процесом Брейта-Уїлера, говорить про можливості перетворення світла в матерію, згідно цієї теорії, дві частинки світла, фотони, при зіткненні і взаємодії породять пару електрон-позитрон. Перші подібні експерименти вже були проведені і електронно-позитронні пари були отримані, але в цих експериментах, крім фотонів світла, були задіяні і високоенергетичні елементарні частинки інших типів.
“Цей експеримент буде першою чистою демонстрацією відомого рівняння Ейнштейна, яке пов’язує енергію і масу, E=m*c2. Це рівняння визначає, скільки енергії виділиться при перетворенні матерії в енергію” – розповідає професор Стівен Роуз (Professor Steven Rose), – “Те, що ми плануємо зробити, є зворотним варіантом, ми перетворимо енергію фотонів в масу елементарних частинок, m=E/c^2”.
В експериментальній системі використовуються два потужних лазера, що будуть випромінювати фотони світла, які зіштовхнуться і породять матерію. Фотони, випромінені одним лазером, будуть мати енергію, що у 1 000 разів перевищує енергію фотонів світла видимого діапазону. А енергія фотонів другого лазера буде перевищувати енергію звичайних фотонів в 1 000 000 000 разів.
Промені обох лазерів будуть сфокусовані на крихітній мішені, що знаходиться всередині вакуумної камери, В цій камері буде розташовуватись складна оптична система і потужні магніти, які служать для поділу і відхилення потоків заряджених частинок, електронів і позитронів в даному випадку. А успіхом даного експерименту стане реєстрація потоку позитронів, що буде говорити про успіх перетворення світла в матерію.

В якості джерела високоенергетичних фотонів буде виступати лазер Gemini, який знаходиться в дослідницькому центрі STFC Rutherford Appleton Laboratory’s Central Laser Facility, розташованому неподалік від Оксфорда. Для реєстрації явищ і збору даних будуть використані різні датчики, більшу частину з яких надасть дослідникам Європейська організація ядерних досліджень CERN. Якщо вченим вдасться зареєструвати потік позитронів, їм після цього доведеться провести дуже ретельний аналіз усіх отриманих даних і підтвердити, що позитрони були породжені саме процесом Брейта-Уїлера, а не якимось іншим процесом.
“Коли Грегорі Брейт і Джон Уілер висунули свою теорію, вони використовували в якості бази теорію взаємодії між світлом і матерією, названу квантовою електродинамікою (quantum electrodynamics, QED)” – розповідає професор Роуз, – “З тих пір була отримана маса експериментальних підтверджень теорії QED, однак, процес Брейта-Уїлера, в якому беруть участь лише два фотони світла, не був ні разу реалізований на практиці”.
“Якщо наш експеримент буде проведено вдало, то ми відтворимо процес, який діяв в перші 100 секунд після моменту народження Всесвіту в Великому Вибуху. На успіх експерименту нам дозволяють сподіватись деякі явища, зафіксовані вченими під час так званих гамма-спалахів, які породжуються найпотужнішими вибухами у Всесвіті, і які є однією з невирішених загадок сучасної фізики”.
Джерело

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: