Дослідники в Брукхейвенської національної лабораторії перетворюють світло в матерію – в електрони, підтверджуючи теорію столітньої давності.
Про це повідомляє Брукхейвенськая національна лабораторія.
В американській державній лабораторії, розташованій на Лонг-Айленді, вчені творять матерію з одного лише світла за допомогою складного прискорювача часток. Це явище на нашій планеті відбувається вперше.
Даний експериментальний прорив підтвердив передбачення, зроблені впливовими фізиками майже століття тому, а також пролив нове світло на загадкові процеси, що відбуваються як на квантових, так і на космічних масштабах.
Перетворення фотонів, безмассових частинок світла, в електрони, елементарні частинки матерії, справила команда дослідників на релятивістському колайдері важких іонів RHIC. Теоретичні передумови цієї роботи з'явилися на початку XX століття, але, щоб перевірити їх експериментально, треба було серйозним чином облаштувати експериментальне обладнання на RHIC - соленоїдний трекер-детектор (STAR).
«Всі зірки зійшлися так, що у нас все вийшло», - сказав Чжанбу Сюй, член колаборації STAR і провідний автор нового дослідження. Ліхуань Руан, ще один член команди і помічник прес-секретаря STAR, додав, що кінематика експерименту підібралася якраз така, щоб можна було здійснити це проривна перетворення енергії в матерію.
«Це цікавий ефект, оскільки у фотона немає заряду, тому з класичної точки зору магнітне поле на нього впливати не повинно, - пояснив Бранденбург. - Тому це явно доводить фундаментальні аспекти квантової механіки. Фотон може відчувати постійні флуктуації, перетворюючись в пару електрон-позитрон, яка, в свою чергу, взаємодіє з магнітним полем. Саме це ми і виміряли ».
Нові виміри можуть допомогти астрофізикам і космологам змоделювати створення електрон-позитронного пар зі світла, що оточує найбільш енергетично потужні об'єкти і події Всесвіту, від наднових до чорних дір. Колаборація STAR планує продовжити експерименти, спробувавши зробити перші двовимірні зображення ядра атома з безпрецедентною деталізацією.
Довідка
Мрія про досягнення цього ефекту народилася ще в 1934 році, коли фізики Григорій Альфредович Брейт-Шнайдер і Джон Уїллер припустили, що при зіткненні фотонів можуть з'являтися пари частинок матерії-антиматерії, що складаються з електронів (негативно заряджених частинок) і позитронів (позитивно заряджених двійників електронів , що належать до антиматерії).
При цьому енергію перетворити в матерію куди як складніше, ніж матерію в енергію. У 1930-х, ймовірно, це здавалося майже неможливим. Брейт і Уілер припустили, що з цим може впоратися пристрій, здатний розганяти іони – атоми, позбавлені електронів. Однак подібних пристроїв в той час просто не було.