Qbik-club
Дата публикации:22.10.21 18:33;Автор:Евгений;Категория: Новости науки и техники;Теги:, , , , ;

Физики впервые создали материю из света

Знаменитое уравнение Альберта Эйнштейна E = mc2 гласит, что если вы столкнете два достаточно энергичных фотона или частицы света друг о друга, вы сможете создать материю в форме электрона и антивещества, противоположного ему, позитрона.

И как сообщает издание LiveScience, физики в своей потрясающей демонстрации одного из самых известных уравнений Эйнштейна заявляют, что впервые создали материю из чистого света.

Физики впервые создали материю из света

Этот процесс, впервые описанный американскими физиками Грегори Брейтом и Джоном Уилером в 1934 году, долгое время был одним из самых трудных для наблюдения в физике — главным образом потому, что сталкивающиеся фотоны должны были быть высокоэнергетическими гамма-лучами, а ученые пока не могут создать гамма-лазеры.

Но исследователи из Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке теперь считают, что нашли обходной путь. Используя лабораторный коллайдер релятивистских тяжелых ионов (RHIC), они смогли произвести измерения, которые полностью соответствуют предсказаниям для данного акта преобразования.

«В своей статье Брейт и Уиллер отметили, что это практически невозможно сделать», — отмечает Чжанбу Сю в заявлении. «Лазеров ещё не существует, но Брейт и Уиллер предложили альтернативу: ускорение тяжелых ионов. И их альтернатива — это именно то, что мы делаем в RHIC».

Вместо того, чтобы напрямую ускорять фотоны, исследователи ускорили два иона — атомные ядра, лишенные своих электронов и, следовательно, положительно заряженные — в большой петле, прежде чем отправить их друг мимо друга в близком столкновении. Поскольку ионы являются заряженными частицами, движущимися очень близко к скорости света, они также несут с собой электромагнитное поле, внутри которого находится сгусток не совсем реальных «виртуальных» фотонов, движущихся вместе с [ионом] подобно облаку, пояснил Сюй.

Виртуальные частицы — это частицы, которые возникают на очень короткое время как возмущения в полях, существующих между реальными частицами. У них нет такой же массы, как у их реальных собратьев (в отличие от их реальных собратьев, которые не имеют массы, виртуальные фотоны имеют массу). В этом эксперименте, когда ионы проносились мимо друг друга в мгновение ока, их два облака виртуальных фотонов двигались так быстро, что действовали так, как если бы они были настоящими. Реально действующие виртуальные частицы столкнулись, в результате чего образовалась очень реальная электрон-позитронная пара, которую обнаружили учёные.

Чтобы убедиться в верности проведения эксперимента, физики должны были убедиться, что их виртуальные фотоны ведут себя как настоящие. Чтобы проверить поведение виртуальных фотонов, физики обнаружили и проанализировали углы между более чем 6000 электронно-позитронными парами, образованными в их эксперименте.

Когда две реальные частицы сталкиваются, вторичные продукты должны образовываться под другими углами, чем если бы они были созданы двумя виртуальными частицами. Но в этом эксперименте вторичные продукты виртуальных частиц отражались под теми же углами, что и вторичные продукты реальных частиц. Таким образом, исследователи смогли убедиться, что наблюдаемые ими частицы ведут себя так, как если бы они были созданы в результате реального взаимодействия. Они успешно продемонстрировали процесс Брейта-Уиллера.

Исследователи также измерили энергию и распределение массы систем. «Они согласуются с теоретическими расчетами того, что могло бы произойти с реальными фотонами», — сказал в заявлении физик из Брукхейвена Даниэль Бранденбург.

Тем не менее, даже если кажется, что они ведут себя как настоящие частицы, виртуальные фотоны, использованные в эксперименте, несомненно, являются виртуальными. Это поднимает вопрос, был ли эксперимент истинной демонстрацией процесса Брейта-Уиллера. Но это всё же важный первый шаг, пока физики не разработают лазеры, достаточно мощные, чтобы показать процесс на реальных фотонах.

Понравилась публикация? Поделись ей с друзьями!

Понравился сайт? Подпишьсь на нас в соцсетях!

Мы в TelegramМы ВконтактеМы в ТвиттерМы на фейсбукМы в одноклассниках
Опубликовать
Загрузка рекомендуемых публикаций