|  | 20 мая 2014 | Новости науки и техники

Ученые планируют провести эксперимент, в ходе которого частицы света будут преобразованы в частицы материи

Свет и материя


Группа ученых из института Макса Планка, Германия, и Имперского колледжа, Великобритания, планируют в скором времени провести эксперимент, результаты которого смогут послужить подтверждением одной из гипотез в области электродинамики, которая утверждает то, что частицы материи могут быть созданы из частиц света. Эта гипотеза была выдвинута около 80 лет назад двумя американскими физиками, Грегори Брейтом (Gregory Breit) и Джоном Арчибальдом Уилером (John Archibald Wheeler), которые предположили, что столкновение двух или большего количества высокоэнергетических фотонов должны привести к рождению пары электрон-позитрон, которая получила название пара Брейта-Уилера.

Структура эксперимента


Ученые попытаются произвести на свет пары Брейта-Уилера при помощи двухэтапного процесса. На первом этапе в ускорителе будет осуществлен разгон луча электронов почти до скорости света. Эти электроны ударят в мишень, представляющую собой пластину из чистого золота, толщиной в несколько миллиметров. Столкновение высокоэнергетических электронов с атомами золота приведет к высвобождению кинетической энергии электронов в виде фотонов гамма-излучения.

Полученный поток гамма-фотонов будет сфокусирован и направлен при помощи магнитного поля, которое послужит еще и фильтром, отсеивающим любые образовавшиеся при столкновениях пары электрон-позитрон. Сфокусированный и очищенный луч фотонов будет направлен в объем так называемой "впадины" (hohlraum), представляющей собой реализацию абсолютно черного тела, где фотоны преобразуются в сверхвозбужденные фотоны теплового инфракрасного света. В объем этой "впадины" будет направлен свет еще одного лазера, что приведет к массе столкновений фотонов и что станет источником рождения множества пар Брейта-Уилера. Ученые ожидают, что при использовании луча электронов с энергией 2 ГэВ, и луча лазера с энергией 400 эВ, им удастся получить более 100 тысяч пар Брейта-Уилера в секунду.

Теории взаимодействия материи и света


Если запланированный эксперимент будет реализован, то это станет первым в истории науки случаем создания фотонного коллайдера. Следует заметить, что создание такого коллайдера возможно и без использования ускорителя частиц. В этом случае такой коллайдер можно будет построить в любой физической лаборатории, но уровни энергии, которыми он будет оперировать, и получаемые результаты будут намного скромней.

В случае удачного проведения эксперимента в фотонном коллайдере, полученные в его ходе данные могут послужить толчком для исследований в новых направлениях квантовой электродинамики. Это поможет ученым лучше разобраться в процессах, которые происходили в первые 100 секунд времени с момента Большого Взрыва. И самое главное, подтвержденная гипотеза Брейта-Уилера может стать заключительной теорией из семи теорий, описывающих самые простые способы взаимодействия света и материи, которые принесли своим создателям звания Лауреатов Нобелевской премии в области физики.




Ключевые слова:
Эксперимент, Свет, Материя, Фотон, Частица, Электрон, Позитрон, Пара, Ускоритель, Коллайдер

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Эксперимент NA64 - охота на таинственные темные фотоны
  • На Большом Адронном Коллайдере была получена новая форма материи
  • Новый эксперимент подтвердил на практике двойственную квантовую природу све ...
  • Пока CERN охотится за бозоном Хиггса, ускоритель лаборатории Джефферсона " ...
  • Шведские ученые создали свет из абсолютной пустоты.




  • 20 мая 2014 10:19
    #1 Написал: Indigoo

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    ни жуя себе
        
    20 мая 2014 11:31
    #2 Написал: artvladbor

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Красивая теория-рождение материи из света!
        
    21 мая 2014 15:53
    #3 Написал: vpreunov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Это не теория и не гипотеза, а факт. Впервые рождение электрон-позитронных пар гамма-квантами наблюдали в камере Вильсона ещё супруги Жолио-Кюри в 1933 году, и после них это делалось неоднократно и многими.
    Блэкетт в 1948-м получил Нобеля за это и другие исследования. Не в первый раз уже западные учёные собираются открыть то, что давно открыто до них. Недавно немецкие учёные так же "открыли" 117-й элемент, синтезированный ещё в 2009-м в России и потом ещё неоднократно.
        
    23 мая 2014 14:55
    #4 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 505
    То, что они пытаются сделать - это всего-лишь развернутая в обратную сторону реакция аннигиляции. Т.е. с теоретической точки зрения, в этом точно нет никаких противоречий и препятствий. Более того, вероятно, правильно подобрав условия и энергии лучей можно получить и любые другие пары частица/античастица. В принципе, перспективный метод для наработки антиматерии, если найдут способ ее как-то хранить.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.