Ученые воссоздали вещество из света, смоделировав первые минуты после Большого взрыва
Анализ условий, при которых рождается свет из вещества, увеличил багаж знаний людей об элементарных частицах. После понимания физики данного процесса первооткрыватели приступили к исследованию природы микрочастиц. Стало понятно, что законы макромира — это второстепенные базисы, а все вокруг строится на мельчайших частицах.
Факт о том, что фотоны появляются во время изменения состояния атома, позволяет говорить о том, что свет и вещество взаимосвязаны.
Споры о родстве вещества и света
Раньше эти категории противопоставлялись, мерилом их были несопоставимые материя и энергия. Но после проведения экспериментов в камере с водяными парами, оказалось, что гамма-кванты света могут формировать как электрон, так и позитрон.
Это значит, что возможен обратный процесс — разрушение материи. Данные изменения состояния показывают, что свет и вещество являются разновидностями материи.
Технически это превращение было неосуществимым, но некоторое время назад группа ученых из США, в состав которой входил россиянин Алексей Арефьев, предложила способ получения материи из света. Пока результаты эксперимента неосязаемы и едва уловимы, но малейший шанс, открывающий огромные перспективы, появился. Об этом сообщили сверхчувствительные устройства.
Свет создает уловимые частицы
В лаборатории университета Сан-Диего несколько лет работали над возможностью создания максимально производительных, однонаправленных пучков энергии. Работы велись также с радиацией. И вот один из методов приблизил физиков к открытию. Для этого потребовался лазер мощностью 4 пиковатт (пВт).
Высокопродуктивные, сверхкороткие импульсы, излучаемые лазером, создают магнитную среду. Полученное поле в 100 раз интенсивней магнитного поля нашей планеты, но существует только 100 фемтосекунд. Но для лазера и приемных устройств оно достаточно статично.
В среде с данными характеристиками разогнанные светоизлучателем электроны магнитного поля начинают вырабатывать гамма-лучи. При их столкновении появляются пары электрон-позитрон, представляющие собой материю и антиматерию. Каждое мгновение синтезируются сотни таких пар, эффективным является даже одно столкновение.
С конца 1990-х годов физики добивались подобных результатов, но требовались максимально активные электроны и более мощное оборудование. Теперь синтетиком вещества выступает только свет. До этого каждый сотый импульс выдавал одну пару.
Опыт со светом — это моделирование первых минут существования Вселенной, когда формирующей силой являлся только свет. Создание вещества из света поможет понять этапы зарождения звезд и планет, свойства темной материи и антиматерии. Всевозможные опыты с «уловимым» светом продолжаются.
Материал подобран Николаем Мерзляковым.
Источник https://vashurok.ru/articles/2020-06-12-uchenye-vossozdali-vesch
