https://bodybydarwin.com
Slider Image

Com demostrar que la llum es pot convertir en qüestió

2022

El 1934, dos físics nord-americans van teoritzar que si es podia fer que dos fotons xocessin, la col·lisió produiria dos parells de positrons-electrons, i així convertiria la llum en matèria. Si es demostra en un laboratori, el procés seria una demostració pura de la teoria de la relativitat d’Einstein, E = mc2 que afirma que la massa d’un objecte és també una mesura de la seva energia emmagatzemada. Aleshores, els científics, Gregory Breit i John A. Wheeler, físics de la Universitat de Nova York, van idear la seva hipòtesi, no hi havia eines científiques disponibles per demostrar-ho, de manera que la parella només es va quedar amb una teoria, una teoria molt sòlida coneguda a partir d’aleshores. com el procés Breit-Wheeler, fins que la tecnologia pogués recuperar-se.

Exactament 80 anys després, aquest temps ha arribat finalment: físics teòrics de l'Imperial College London han topat, per casualitat, amb un mètode que demostrarà la teoria de Breit i Wheeler. En un estudi publicat aquest mes a Nature Photonics, l’equip descriu com, mentre investigaven problemes relacionats amb l’energia de fusió, es van adonar que disparant làsers d’alta energia a un hohlraum — una llauna petita i daurada que absorbeix la radiació làser i simetricament es torna a irradiar. com a rajos X, els científics podrien crear un "col·lisionador de fotons-fotons girant amb èxit partícules de matèria de fotons d'alta energia.

Atès que les persones que han dissenyat l'experiment només s'ocupen de física teòrica i com que el procediment real requerirà un gran equip d'experimentadors, l'equip de Pike està actualment en procés de reunir altres investigadors per veure l'experiment a través. Ell diu que es podria completar "en un any segons la rapidesa que l'equip pugui assegurar una de les només 10 instal·lacions de laboratori del món que conté l'equip necessari per realitzar l'experiment: tant les capacitats làser de pols curt com un hohlraum o alguns Un altre mecanisme per generar un gran nombre de rajos X. El procés implica una proposta formal, revisada per iguals, que ha de ser realitzada per un comitè de la instal·lació, basada en la seva profunda presentació, l’experiència del personal i la seva importància final per a la ciència. No tindré cap problema amb aquest últim, quan es va dur a terme amb èxit, aquest experiment haurà realitzat, en la seva forma més pura, un procés crucial per a la comprensió tant dels esclats de rajos gamma com dels primers minuts de la formació de l'univers.

"El procés Breit-Wheeler [ha estat] tan difícil perquè el nombre de partícules de llum necessàries per veure-ho és molt elevat, l'investigador Oliver Pike, a Science Popular ." S'ha intentat col·lidir dos fotons mitjançant dos raigs de llum d'alta energia., no funcionat, [perquè] és molt difícil generar feixos densos i estrets de les energies necessàries per detectar el procés. El nostre enfocament va ser diferent. Hohlraums escalfats per làser s’han utilitzat durant dècades i els làsers d’alta intensitat han estat capaços d’accelerar els electrons fins a les energies molt elevades necessàries per generar el feix de llum durant uns 10 anys. Simplement no crec que algú hagués pensat abans d’utilitzar un hohlraum com a eina per estudiar física fonamental abans ”.

No és la primera vegada que es converteix la llum en matèria: el 1997, el col·lisionador lineal de Stanford va utilitzar un procés diferent que implicava un gran nombre de fotons interactuant amb l'ajuda d'un feix d'electrons de gran potència i un camp elèctric que proporcionava l'energia necessària. col·lidir els fotons per produir partícules de matèria. L’experiment de l’equip de l’Imperial College London, per contra, utilitza l’energia dels dos fotons col·lisionadors ells mateixos Es que serà la primera vegada que es converteixi la llum en matèria en un buit total, fent així el procés molt més fàcil d’observar.

"La idea de crear un col·lisionador fotó-fotó és el que fa molt temps que els físics interessats diu Pike." Es poden produir moltes partícules diferents en col·lisions de fotons, de manera que aquest col·lisionador podria ser usat per estudiar física fonamental amb un enfocament experimental molt net. [Es pot utilitzar com a font antimateria utilitzable en la digitalització de PET, per exemple es formen un nombre igual d’electrons i positrons, però hi ha formes molt més fàcils i eficients de crear antimateria que aquesta. Les aplicacions [del procés] poden sorgir en el futur, però, de moment, l’atractiu principal d’aquest experiment és certament acadèmic: observar un procés molt senzill per primera vegada ".

Si bé la tecnologia moderna per fi permet dur a terme el procés Breit-Wheeler per primera vegada, Pike diu que només han començat a rascar la superfície de les seves capacitats; a mesura que els làsers es fan més potents amb el pas del temps, els científics seran capaços de produir partícules més i diferents que només parells de positrons-electrons. Diu que el seu descobriment inicial, tot i que accidental, va ser en definitiva un avenç científic inevitable.

"Aquest procés és una cosa estranya perquè, teòricament, la seva validesa no és realment cap dubte." És que antigament no hem tingut cap manera de detectar-lo, mentre que processos estretament relacionats ... aniquilació d’un electró i positró en dos fotons es van veure fa dècades. Si no haguéssim publicat aquesta obra, estic segur que algú en algun moment del futur hauria fet esforços per observar-la. "

La nostra millor defensa contra el temps espacial fa setmanes que està fora de línia

La nostra millor defensa contra el temps espacial fa setmanes que està fora de línia

Les calces de compressió potser no ajuden als músculs cansats

Les calces de compressió potser no ajuden als músculs cansats

La NASA gairebé mai va arribar a ser-ho.  La seva creació és una lliçó de poder polític.

La NASA gairebé mai va arribar a ser-ho. La seva creació és una lliçó de poder polític.