物理學家設計了乙個將光轉化為物質的實驗

Mondo 科學 更新 2024-01-31

這將是愛因斯坦著名的 e = mc 2 方程的切實證明。

物理學家通過模擬探索世界著名方程式的實際應用,他們認為該方程式可以被扭曲以與光子碰撞並產生物質。

這裡起作用的方程是愛因斯坦的 e = mc 2,它建立了能量和質量之間的關係;具體來說,這個方程認為,當後者乘以光速的平方時,能量和質量是相等的。

由大阪大學和加州大學聖地牙哥分校的科學家領導的乙個團隊最近模擬了光子與雷射的碰撞;他們的結果表明,碰撞會產生電子對和正電子對。 正電子(電子的反粒子)可以產生由雷射電場加速的正電子束。 他們的研究結果發表在《物理評論快報》上。

該文章的合著者、加州大學聖地牙哥分校的物理學家阿列克謝·阿雷夫夫(Alexey Arefiv)在大阪大學的乙份新聞稿中說:“我們認為我們的提議在實驗上是可行的,我們期待在現實世界中實施。 ”

新聞稿補充說,在目前存在的雷射強度下,實驗裝置是可能的。 研究人員使用模擬來測試潛在的實驗設定,並找到了乙個令人信服的設定。 光子-光子對撞機使用Breit Wheeler過程來產生物質,這意味著它湮滅伽馬射線以產生電子-正電子對。

在遙遠的宇宙中,存在著一些極端的物理現象——恆星的誕生和死亡,以及時間靜止的地方。 2024年,另一組研究人員提出,中子星的核心(恆星生命極端密度的最後階段)可能是乙個類似的動態站點,暗物質粒子可以轉化為光子。

旋轉的中子星被稱為脈衝星,它們的高能環境是光產生物質的地方。 脈衝星每秒可以旋轉數千次,發射伽馬射線,並擁有一些已知最強的磁場。

脈衝星也是測量太空引力波的有用工具。 今年早些時候,五個不同的脈衝星定時陣列合作發現了他們懷疑第一次看到引力波背景的東西——基本上是引力波的持續刺耳聲,在時空中幾乎難以察覺的水平上波動。

雖然很難從遠處觀察脈衝星的來龍去脈,但物理學家可以嘗試模擬它們。

這項研究展示了一種在實驗室環境中探索宇宙奧秘的潛在方法,“美國國家科學院專案主任Vyachesl** Lukin說,他支援這項最新研究。 “今天和明天的高功率雷射裝置的未來可能性變得更加有趣。 ”

這個實驗可以提供一種方法來窺視宇宙的組成,使一些遙遠的物理學更接近家庭。 但要做到這一點,你實際上需要建立乙個實驗。

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