Η διάσημη εξίσωση του Einstein με 'σάρκα και οστά'

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα και το UC San Diego ανοίγουν δρόμους στην επιστήμη, καθώς κατάφεραν να προσομοιώσουν την πειραματική δημιουργία ύλης από φως, μια έννοια που έχει τις ρίζες της στην περίφημη εξίσωση E=mc² του Einstein.

Ενώ τα πάλσαρ στο σύμπαν επιτυγχάνουν αυτό το κατόρθωμα με φυσικό τρόπο, η αναπαραγωγή του σε εργαστήριο θα μπορούσε να ξεκλειδώσει μυστήρια σχετικά με τη θεμελιώδη σύνθεση του σύμπαντος.

Δημιουργία ύλης από φως

Η μελέτη, που παρουσιάζεται λεπτομερώς στο Physical Review Letters, περιγράφει μια προσομοίωση, κατά την οποία οι συγκρούσεις φωτονίων προκαλούνται με τη χρήση λέιζερ. Αυτή η σύγκρουση είναι μια διαδικασία-κλειδί στη δημιουργία ύλης σύμφωνα με το E=mc². Αν και η δημιουργία ύλης από το φως έχει επιτευχθεί έμμεσα με την επιτάχυνση μεταλλικών ιόντων, η πραγματοποίησή της αποκλειστικά με λέιζερ αποτελεί πρόκληση λόγω της ανάγκης για λέιζερ εξαιρετικά υψηλής ισχύος.

Ο Δρ. Sugimoto, επικεφαλής της έρευνας, εξηγεί: "Οι προσομοιώσεις μας δείχνουν ότι το πυκνό πλάσμα, όταν αλληλεπιδρά με έντονα πεδία λέιζερ, μπορεί να αυτο-οργανωθεί σε έναν συγκρουστήρα φωτονίων-φωτονίων". Αυτός ο συγκρουστήρας, με πυκνότητα δέκα φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα των ηλεκτρονίων στο πλάσμα, παράγει ακτίνες γάμμα ένα εκατομμύριο φορές πιο ενεργητικές από τα φωτόνια του λέιζερ.

Οι συγκρούσεις φωτονίων του επιταχυντή οδηγούν σε ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, με τα ποζιτρόνια στη συνέχεια να επιταχύνονται από ένα ηλεκτρικό πεδίο πλάσματος, δημιουργώντας μια δέσμη ποζιτρονίων. Αυτό σηματοδοτεί την πρώτη προσομοίωση της επιτάχυνσης ποζιτρονίων από τη γραμμική διαδικασία Breit-Wheeler υπό σχετικιστικές συνθήκες, ένα σημαντικό βήμα προς την πειραματική υλοποίηση.

Το κλειδί για τα μυστήρια του σύμπαντος

Ο καθηγητής Arefiev του UCSD δηλώνει: "Πιστεύουμε ότι η πρότασή μας είναι πειραματικά εφικτή και ανυπομονούμε για την εφαρμογή της σε πραγματικό κόσμο". Ο Δρ. Vyacheslav Lukin από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ σημειώνει τη δυνατότητα εξερεύνησης των μυστηρίων του σύμπαντος σε εργαστηριακό περιβάλλον, προσθέτοντας ίντριγκα στις εγκαταστάσεις λέιζερ υψηλής ισχύος.

Αν και η μετατροπή ύλης-ενέργειας που θυμίζει Star Trek είναι ακόμη στο πεδίο της φαντασίας, η έρευνα αυτή θα μπορούσε να επικυρώσει θεωρίες σχετικά με τη σύνθεση του σύμπαντος ή να αποκαλύψει νέα φυσική. Η μελέτη, με τίτλο "Παραγωγή και επιτάχυνση ποζιτρονίων σε έναν αυτοοργανωμένο επιταχυντή φωτονίων που ενεργοποιείται από έναν παλμό λέιζερ υπερυψηλής έντασης", παρέχει μια ματιά στις συναρπαστικές δυνατότητες της διεύρυνσης των επιστημονικών ορίων.

Ακολούθησε το Esquire στο Facebook, το Twitter και το Instagram.

Οι πιο πρόσφατες Ειδήσεις

Διαβάστε πρώτοι τις Ειδήσεις για πολιτικές εξελίξεις, συνεντεύξεις διασήμων, συμβουλές για αντρική μόδα και συνταγές για φαγητό και πότο στο esquire.com.gr