Ученые рассказали, как создать материю из света
Речь идет о воплощении так называемого процесса Брейта — Уилера — теории процесса рождения электрон-позитронной пары при столкновении двух фотонов, которую в 1934 году сформулировали физики Джон Арчибальд Уилер и Грегори Брейт.
Теперь же теоретические расчеты удалось воплотить. Как говорят авторы статьи, для этого им понадобилось несколько десятков чашек кофе и много бессонных ночей в лаборатории.
Исследователи придумали фотонный коллайдер, который сможет свет напрямую в материю. Подобное устройство станет новым словом в физике высоких энергий и поможет осознать процессы, происходившие в первые 100 секунд после рождения Вселенной, а также понять природу гамма-всплесков — масштабных космических выбросов энергии взрывного характера.
Предполагается, что эксперимент на фотонном коллайдере будет состоять из двух ключевых этапов. Первый — использование мощного лазера высокой интенсивности, который будет ускорять электроны почти до скорости света. В ходе второго шага ученые будут «стрелять» этими электронами по тонкой золотой фольге, чтобы создать пучок фотонов, которые по энергии в миллиарды раз будут превосходить видимый свет.
Затем исследователям понадобится крошечная золотая емкость, которая под воздействием лазера, послужит источником для создания поля теплового излучения, похожего по своим характеристикам на излучение звезд.
Впоследствии ученые направят пучок фотонов из первой части эксперимента в эту золотую емкость, где они столкнутся с фотонами, появившимися в результате образования радиационного поля. Это позволит образовать множество пар электронов и позитронов, то есть реализовать процесс Брейта — Уилера и превратить свет в материю.
В настоящее время ученые, которые являются сугубо физиками-теоретиками, планируют связаться со своими практикующими коллегами и сконструировать коллайдер, поскольку для его создания имеются все необходимые технологии.