Încercarea de a converti energia în materie

O echipa de oameni de stiinta de la Institutul Max Planck, Germania, și Imperial College, Marea Britanie, intenționează să efectueze în curând un experiment, rezultatele care vor servi drept o confirmare a uneia dintre ipotezele în domeniul electrodinamicii, care afirmă că particulele de materie pot fi create din particule de lumina.

Această ipoteză a fost propusă în urmă cu aproximativ 80 de ani de către doi fizicieni americani Gregory Breit (Gregory Breit) și John Archibald Wheeler (John Archibald Wheeler), care a sugerat că ciocnirea a două sau mai multe fotoni de mare energie ar trebui să conducă la nașterea de perechi electron-pozitron, care a fost nume pereche Breit-Wheeler.

Oamenii de știință vor încerca să producă o pereche de Breit-Wheeler, cu ajutorul unui proces în două etape. Prima etapă este realizată în accelerarea fasciculului accelerat de electroni aproape de viteza luminii. Acești electroni vor lovi ținta, care este o placă de aur pur, gros de câțiva milimetri. Coliziunea de electroni de mare energie, cu atomii de aur va avea ca rezultat eliberarea de energie cinetică a electronilor sub forma de fotoni de radiații gamma.

Fluxul rezultat de fotoni gamma vor fi concentrate și direcționate prin intermediul unui câmp magnetic, care se va filtra, de asemenea, pentru a cerne orice coliziuni produse în timpul pereche electron-pozitron. Concentrat și fotoni de raze purificate vor fi trimise în domeniul de aplicare al așa-numitului „jgheab“ (hohlraum), ceea ce reprezintă o implementare a unui corp negru ideal unde fotonii sunt convertite la fotoni superexcited lumină în infraroșu termică. Volumul acestei „depresie“, va fi trimis la lumina un alt laser, rezultând într-o fotoni coliziune în masă, și care va fi sursa nașterii unei multitudini de perechi de Breit-Wheeler. Oamenii de știință se așteaptă ca, prin utilizarea fascicul de electroni, cu o energie de 2 GeV, iar raza laser cu o energie de 400 eV, au reușit să obține o 100 de kilobaze Breit-Wheeler pe secundă.

În cazul în care experimentul este planificat să fie pus în aplicare, acesta va fi primul caz în istoria științei, creând un accelerator de particule de fotoni. Trebuie remarcat faptul că crearea unui astfel de accelerator de particule este posibilă fără utilizarea unui accelerator de particule. În acest caz, un astfel de accelerator de particule poate fi construit în orice laborator de fizică, dar nivelurile de energie, care va funcționa, iar rezultatele obținute vor fi mult mai modeste.

Dacă experimentul de succes în acceleratorul de fotoni obținut în cursul datelor sale poate servi ca un impuls pentru cercetare în domenii noi ale electrodinamicii cuantice. Acest lucru va ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine procesele care au avut loc în primele 100 de secunde de timp de la Big Bang. Și cel mai important, a confirmat ipoteza Breit-Wheeler ar putea fi teoria finală a celor șapte teorii care descriu cele mai simple modalități de interacțiune a luminii și materie, care sunt aduse creatorilor săi titlul în câștigătorul premiului Nobel pentru Fizică.