|
При создании особых условий – соединив лазерный луч высокой интенсивности и ускоритель частиц длиной в три километра – можно создать что-то из ничего,– заявляют исследователи Мичиганского университета.
Ученые и инженеры разработали новые уравнения, из которых следует, что поток ускоренных электронов вместе с интенсивным лазерным импульсом, может разложить вакуум на материю и антиматерию и вызвать целый каскад событий, рождающих дополнительные пары частиц и античастиц.
"Мы можем теперь вычислить, как из единственного электрона могут образоваться несколько сотен частиц. Мы полагаем, что это происходит в природе рядом с пульсарами и нейтронными звездами",– сказал Игорь Соколов, исследователь, который провел это исследование совместно с Джоном Нисом, профессором электротехники Джерардом Муроу и их коллегами из Франции.
В основе этой работы лежит идея, что вакуум – это вовсе не "ничто".
"Лучше сказать, что вакуум, или ничто, является комбинацией материи и антиматерии – частицы и античастицы. Их плотность огромна, но мы не можем их почувствовать, потому что их свойства полностью уравновешивают друг друга",– сказал Соколов.
Вещество и антивещество взаимоуничтожаются, когда они входят в контакт при нормальных условиях.
"Но в сильном электромагнитном поле аннигиляция может быть источником новых частиц",– сказал Нис,– "В ходе аннигиляции рождаются гамма-кванты, которые могут произвести дополнительные электроны и позитроны".
Гамма-квант – частица света очень высокой энергии. Позитрон – частица с теми же самыми свойствами, что и у электрона, но с противоположным положительным зарядом.
Исследователи считают эту работу теоретическим прорывом.
Экспериментально в конце 90-ых удалось произвести из вакуума гамма-кванты и случайную электронно-позитронную пару. Новые уравнения продвигают эту работу на шаг вперед, чтобы смоделировать, как сильное лазерное излучение может способствовать появлению большего количества частиц, чем было первоначально введено в эксперимент через ускоритель.
"Если у электрона есть способность стать тремя частицами в пределах очень короткого промежутка времени, значит, что это уже не совсем электрон",– сказал Соколов.– "Теория электрона основана на факте, что электрон – всегда электрон. Но в наших вычислениях, каждая из заряженных частиц становится комбинацией трех частиц и нескольких фотонов".
Исследователи разработали инструмент для экспериментальной проверки этих уравнений в малых масштабах использованием лазера "HERCULES" в Мичиганском университете. Чтобы проверить полный потенциал их теории, лазер типа "HERCULES" должен был бы установлен в ускорителе частиц, таком как Национальная ускорительная лаборатория SLAC в Стэнфордском университете. Но это в настоящее время не планируется.
Результаты этой работы потенциально могли бы найти практическое применение в осуществлении инерционного термоядерного синтеза для производства чистой энергии, говорят исследователи.
"Основной вопрос, что является вакуумом, а что является ничем, – вопрос не только научный",– сказал он.– "Этот вопрос лежит глубоко в основе не только теоретической физики, но и нашего философского восприятия мира. Даже в религиозном плане мир был сотворен из ничего".
Вернуться назад
|