Ang mga teoretikal na pisiko sa Imperial College London ay dinisenyo ang eksperimento na gagawing posible.
Ang mga teoretikal na pisiko sa Imperial College London ay nagdisenyo ng isang eksperimento, na gumagamit ng umiiral na teknolohiya, upang mabago ang ilaw sa bagay, sa pamamagitan ng pagbangga ng dalawang mga photon. Ang posibilidad ay ipinagbawal sa 80 taon na ang nakalilipas, ngunit hanggang ngayon hindi pa posible na magdisenyo ng isang eksperimento upang patunayan ito.
Natuklasan ng mga pisiko sa Imperial College London kung paano lumikha ng bagay mula sa ilaw: isang tagumpay na pinaniniwalaang imposible noong una itong inilaan 80 taon na ang nakalilipas .
Sa isang solong araw, pagkatapos ng maraming mga coffees, sa isang maliit na tanggapan ng Blackett Laboratory Laboratory , Imperial College, tatlong mga pisiko ang gumawa ng medyo simpleng paraan upang pisikal na subukan ang isang teorya na unang nilikha ng mga siyentipiko na si Breit at Wheeler, noong 1934.
Inirerekomenda nina Breit at Wheeler na dapat na i-convert ang ilaw sa bagay sa pamamagitan ng pagbangga ng dalawang mga partikulo ng ilaw (mga photon), at paglikha ng isang elektron at isang positron: ang pinakasimpleng pamamaraan ng pag-convert ng ilaw sa bagay na hinulaang. Ang pagkalkula ay nagpatunay sa teoretikal na matino, ngunit sinabi nina Breit at Wheeler na hindi nila inaasahan na sinuman ang pisikal na magpapatunay sa kanilang hula. Hindi pa ito napansin sa laboratoryo at mga nakaraang eksperimento upang subukan ito ay kinakailangan ang pagdaragdag ng napakalaking mga particle na may mataas na enerhiya.
Posibleng praktikal na pagsubok
Ang bagong pananaliksik, na inilathala sa journal Nature Photonics, ay nagpapakita sa kauna-unahang pagkakataon kung paano napatunayan ang praktikal na teorya ng Breit at Wheeler . Ang "photon-photon collider" na ito, na magpapasara ng ilaw nang direkta sa usapin sa pamamagitan ng isang teknolohiyang magagamit na, ay magiging isang bagong uri ng eksperimentong pisika ng mataas na enerhiya.
Ang eksperimento na ito ay muling likhain ang isang proseso na napakahalaga sa unang 100 segundo ng sansinukob at nakikita din ito sa mga pagsabog ng gamma-ray, na siyang pinakamalaking pagsabog sa uniberso, at isa sa pinakadakilang hindi nalutas na misteryo ng pisika.
Sinisiyasat ng mga siyentipiko ang mga problema sa enerhiya ng pagsasanib na hindi nauugnay dito, nang mapagtanto nila na ang kanilang pinagtatrabahuhan ay maaaring mailapat sa teoryang Breit-Wheeler. Ang advance ay nakamit sa pakikipagtulungan sa isang teoretikal na pisisista mula sa Max Planck Institute for Nuclear Physics, mula sa Alemanya, na bumibisita sa Imperial.
Ang pagpapakita ng teoryang Breit-Wheeler ay magbibigay ng tiyak na piraso ng isang puzzle na pisika na naglalarawan sa pinakasimpleng paraan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng ilaw at bagay. Ang iba pang anim na piraso ng puzzle na ito, kasama ang teorya ng Dirac noong 1930 sa pagkawasak ng mga electron at positrons at Einstein's 1905 sa photoelectric effect, ay nauugnay sa pananaliksik na nanalong Nobel Prize.
Ipinaliwanag ni Propesor Steve Rose ng Kagawaran ng Physics sa Imperial College sa pahayag ng pahayag: "Sa kabila ng lahat ng mga pisika na tinanggap na ang kanyang teorya ay sinabi, sinabi ni Breit at Wheeler na hindi nila inaasahan na maipakita ito sa laboratoryo. Ngayon, halos 80 taon mamaya, napatunayan namin na mali sila. Ang nakakapagtataka sa amin ay ang pagtuklas kung paano kami makalikha ng direkta mula sa ilaw gamit ang teknolohiya na mayroon tayo ngayon sa United Kingdom. Bilang kami mga teorista, nakikipag-usap kami sa mga taong maaaring gumamit ng aming mga ideya upang maisagawa ang eksperimentong pangkasaysayan. "
Mga Kaugnay na Artikulo
Unang larawan ng ilaw na kumikilos tulad ng alon at corpuscle sa parehong oras
Posibleng paliwanag sa pinagmulan ng bagay sa kosmos
Sinusuri ng isang 'app' para sa Google Glass ang kalusugan ng mga halaman nang hindi sinisira ang mga ito
Nakakakuha sila ng mga interlaced photon sa loob ng isang chip
Napahinto nila ang ilaw sa hangin
Isang patuloy na eksperimento
Ang nakabangga na eksperimento na iminungkahi ng mga siyentipiko ay may kasamang dalawang pangunahing hakbang. Una, ang mga siyentipiko ay gumamit ng isang napakalakas na mataas na lakas ng laser upang mapabilis ang mga electron sa ibaba lamang ng bilis ng ilaw.
Pagkatapos ay susunurin nila ang mga elektron na ito sa isang gintong plato upang lumikha ng isang sinag ng mga photon ng isang bilyong beses na mas masigla kaysa sa nakikitang ilaw.
Ang susunod na yugto ng eksperimento ay nagsasangkot ng isang maliit na gintong kapsula na tinatawag na hohlraum ("walang laman na silid" sa Aleman). Ang mga siyentipiko ay mag-apoy ng isang laser na may mataas na enerhiya sa panloob na ibabaw ng daluyan ng ginto na ito, upang lumikha ng isang thermal radiation field, na bubuo ng isang ilaw na katulad ng ilaw na pinakawalan ng mga bituin.
Pagkatapos ay idirekta nila ang photon beam ng unang yugto ng eksperimento sa pamamagitan ng gitna ng kapsula, na nagiging sanhi ng pagbangga ng mga photon ng dalawang mapagkukunan at bumubuo ng mga electron at positron. Kung gayon posible na makita ang pagbuo ng mga electron at positron kapag iniwan nila ang kapsula.
Ang nangungunang mananaliksik na si Oliver Pike, na kasalukuyang nakumpleto ang kanyang titulo ng doktor sa pisika ng plasma, ay nagdadagdag: "Bagaman simple ang teorya, napakahirap upang mapatunayan ang eksperimento. Nagawa naming mabilis ang ideya para sa collider, ngunit ang eksperimentong disenyo na aming iminumungkahi ay maaaring isagawa nang madali at may umiiral na teknolohiya. "
"Sa loob lamang ng ilang oras na nag-iisip tungkol sa mga aplikasyon ng hohlraums sa labas ng kanilang tradisyonal na tungkulin sa pagsaliksik ng enerhiya ng pagsasanib, kami ay nagtaka nang malaman na binigyan nito ang perpektong kondisyon para sa paglikha ng isang photon collider. Ang karera upang maisagawa at kumpletuhin ang eksperimento ay isinasagawa! "
Ang pananaliksik ay pinondohan ng Research Council in Engineering and Physical Sciences (EPSRC), ang John Adams Institute for Accelerator Science, at ang Atomic Armament Establishment (AWE), lahat ng mga ito sa United Kingdom, at isinasagawa sa pakikipagtulungan sa Max-Planck -Institut für Kernphysik, mula sa Alemanya.
Sanggunian sa Bibliographic :
OJ Pike, F. Mackenroth, EG Hill, SJ Rose. Isang photon - photon collider sa isang vacuum hohlraum. Mga Photonics ng Kalikasan (2014). DOI: 10.1038 / nphoton. 2014.95
Natuklasan nila kung paano lumikha ng bagay mula sa ilaw
