Physiker haben ein Experiment entwickelt, um Licht in Materie umzuwandeln

Laut Physikern, die Simulationen durchgeführt haben, um praktische Anwendungen einer weltberühmten Gleichung zu untersuchen, kann Plasma verwendet werden, um Photonen kollidieren zu lassen und Materie zu erzeugen.

Die hier verwendete Gleichung ist Einsteins Gleichung E = mc^2, die eine Beziehung zwischen Energie und Masse herstellt; Konkret besagt die Gleichung, dass Energie und Masse gleich sind, wenn letztere mit dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit multipliziert werden.

Ein Team unter der Leitung von Wissenschaftlern der Universität Osaka und der University of California, San Diego, hat kürzlich Photonenkollisionen mithilfe von Lasern simuliert. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass durch die Kollisionen Elektronen- und Positronenpaare entstehen. Die Positronen, die Antiteilchen des Elektrons, können dann durch das elektrische Feld des Lasers beschleunigt werden, um einen Positronenstrahl zu erzeugen. Ihre Ergebnisse sind veröffentlicht In Briefen zur physischen Überprüfung.

„Wir glauben, dass unser Vorschlag experimentell machbar ist, und wir freuen uns darauf, ihn in der realen Welt umzusetzen“, sagte Alexey Arefeev, Physiker an der University of California in San Diego und Co-Autor der Studie an der Universität Osaka. Start.

Die Stellungnahme fügte hinzu, dass der Versuchsaufbau mit der derzeit vorhandenen Laserdichte möglich sei. Die Forscher verwendeten Simulationen, um mögliche Versuchsaufbauten zu testen, und fanden einen überzeugend. Der Photon-Photon-Kollider nutzt den Brett-Wheeler-Prozess zur Herstellung von Materie, das heißt, er eliminiert Gammastrahlen, um Elektron-Positron-Paare zu erzeugen.

Etwas extreme Physik – wo Sterne geboren werden und sterben und wo Die Zeit steht still– Existiert in den entlegensten Teilen des Universums. Im Jahr 2021 schlug ein anderes Forscherteam vor, dass die Kerne von Neutronensternen, die extrem dichten Endstadien des Sternenlebens, Schauplätze ähnlicher Dynamik sein könnten, durch die… Teilchen der Dunklen Materie können sich in Photonen verwandeln.

Rotierende Neutronensterne werden Pulsare genannt und in ihrer hochenergetischen Umgebung kann Materie Licht erzeugen. Pulsare können sich tausende Male pro Sekunde drehen, Gammastrahlen aussenden und verfügen über einige der stärksten bekannten Magnetfelder. Laut NASA.

Pulsare sind auch nützliche Werkzeuge zur Messung von Gravitationswellen im Weltraum. Früher in diesem Jahr, Im Pulsar-Timing-Array gibt es fünf verschiedene Kollaborationen Was sie vermuten, ist ein erster Blick auf den Gravitationswellenhintergrund, bei dem es sich im Wesentlichen um kontinuierliche Gravitationswellenstöße handelt, die die Raumzeit auf einem fast unmerklichen Niveau kräuseln.

Obwohl die Besonderheiten von Pulsaren aus der Ferne schwer zu beobachten sind, können Physiker versuchen, sie zu simulieren.

„Diese Forschung zeigt einen möglichen Weg, die Geheimnisse des Universums in einer Laborumgebung zu erforschen“, sagte Vyacheslav Lukin, Programmdirektor der National Science Foundation, die die neueste Forschung unterstützte. „Die Zukunftsmöglichkeiten in den Hochleistungslaseranlagen von heute und morgen werden immer spannender.“

Dieses Experiment könnte eine Möglichkeit bieten, die Struktur des Universums zu untersuchen, indem es entfernte Physik näher an unsere Erde heranbringt. Aber damit dies geschieht, muss ein tatsächliches Erlebnis geschaffen werden.

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