Празната златна конзерва наречена хохларум може да го отвори патот кон експерименталното докажување на 80-годишната теорија
Теоретските физичари предложија начин за кој тие сметаат дека ќе ни овозможи да создадеме материја од светлината. Експериментот допрва треба да се направи, но го помина првиот прелиминарен преглед и е во фаза во која пронаоѓачите и експерименталистите дискутират за опремата со која треба да го реализираат. Предлогот создаде возбуда, бидејќи и покрај тоа што беше прифатен пред 80 години и објаснуваше како два фотони од светлина теоретски би можеле да создадат материја, за тоа време практичното докажување (преку демонстрација) беше оценето како надвор од дофатот на тогашната лабораториска опрема.
Како што е Ајнштајн често цитиран, но ретко сфатен, равенката Е = MC2 ни кажува дека материјата и енергијата се поврзани. Едната може да се претвори во друга. Светлината е една од формите на енергија произведена од материја во атомските бомби. Сепак, одењето во спротивниот правец е повеќе од предизвик.
Во 1934 година Григориј Брајт и Џон Вилер предложија, под вистинските околности, два фотони од светлина ќе се конвертираат во еден електрон и антиматериски еквивалент позитрон. Брајт – Вилеровиот пар е класифициран како еден од седумте основни видови на интеракција помеѓу светлината и материјата (види табела подолу).
Останатите резултираа со Нобелова награда, едни беа експерименталистите за своето експериментално набљудување, а друи беа теоретичарите кој ги објаснуваа појавите (во некои случаи, набљудувањата дојдоа пред теоријата, додека во други беше обратно).
“И покрај тоа што сите физичари ја прифаќаа теоријата како вистинита, кога Брајт и Вилер првпат ја предложија теоријата, рекоа дека никогаш не очекувле таа да биде прикажана во лабораторија”, вели професорот Стив Роуз од Кралскиот колеџ во Лондон. Сепак, опциите за експерименталистите се проширија многу од тогаш.
Претходно оваа година двајца физичари од Универзитетот во Варшава, Катаржина Крајевска и Јержи Kамински моделираа дистрибуции на електрон-позитрон паровите создадени кога ласерски и неласерски фотони се судираат, истакнувајќи дека “брзиот развој на високо-енергетската ласерска технологија доведе до ренесанса на теоретскиот интерес за квантната електродинамика на силните полиња.”
Сега Роуз и неговиот студент Оливер Пајк излегоа со начин кој ќе го стави овој вид на моделирање на тест. Во природната фотоника тие предлагаат процес во два чекора. Ласери со висок интензитет ќе се користат за да се подбутнат електроните, се додека тие не се доближат блиску до брзината на светлината, насочувајќи ги кон плоча од злато. Сударите со електроните ќе генерираат голема количина на гама зраци. Обичните гама зраци, како оние произведени при нуклеарни распаѓања, нема да го направат тоа. Фотоните произведени тука се 1000 пати поенергични од оние кои што се наоѓаат на границата на поделба меѓу Х- зраци и гама зраци , или една милијарда пати повеќе од тие на видливата светлина.
Тогаш ќе биде потребно да се насочи излезот на високо енергетскиот ласер внатре во шупливата златна цевка и да се испука светлина на внатрешната површина на цевката со цел да се создаде ширење на бранови должини. Ако високо енергетските гама зраци од првата фаза се насочени во ултра загреаниот центар на цевката Роуз и Пајк веруваат дека судирите меѓу двата вида на фотони не само што ќе произведат електрон-позитрон парови, туку ќе го сторат тоа во толкав број “на цели 100.000 пара” така што ќе бидат забележливи.
“Иако теоријата е концептуално едноставна, таа е многу тешко да се потврди експериментално. Ние бевме во можност да ја развиеме идејата за колајдерот релативно многу брзо, а исто така експерименталниот дизајн кој ние го предлагаме може да се изврши релативно лесно и со постоечката технологија”, вели Пајк.
Идејата не дојде по систематските пребарувања за Брајт-Вилеровата демонстрација, туку од Пајковата потрага по нуклеарна фузија. Шупливата златна конзерва, позната како хохларум е главен елемент во фузионите истражувања. “Во рок од неколку часа во потрага по апликации на хохларумите надвор од нивната традиционална улога во фузионата енергија бевме вчудоневидени кога дознавме дека тие обезбедуваат одлични услови за креирање на фотонски колајдери”, вели Пајк.
Иако Пајк и Роуз соработуваат со лаборатории кои ја имаат потребната опрема за да се обидат да го реализираат експериментот тоа допрва треба да се направи. Огромниот трошок на енергија за да се создадат неколку електрони, ќе го направи обидот чиста загуба како комерцијален процес, но потенцијалот да фрли светлина врз квантниот свет е од огромна важност.
Превод: Боро Костевски
Извор: IFLS
