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科学家通过使用激光模拟允许光子与光子碰撞的条件

2023-08-11 09:54:32  来源:激光网原创    

  就量子物理学而言,最引人注目的预测之一是物质可以完全由光(即光子)产生。脉冲星是能够实现这一壮举的天体的一个例子。

  在《物理评论快报》杂志最近报道的一项研究中,由大阪大学科学家领导的一个研究小组仅通过使用激光就模拟了允许光子与光子碰撞的条件。

  在当前可用的激光强度下,设置的简便性和实施的舒适性使其成为近期实验实施的有希望的候选者。

  光子与光子的碰撞被理论上认为是宇宙中产生物质的基本方法,它源自爱因斯坦著名的方程 E=mc 2。事实上,科学家们已经通过光间接地产生了物质:通过金等金属离子的高速加速相互结合。

  在如此高的速度下,每个离子都被光子包围,并且在相互掠过时,产生了物质和反物质。但由于需要极高功率的激光器,在现代实验室中仅使用激光很难通过实验生产物质。

  模拟如何在实验室中实现这一壮举将是一项实验性突破,这也是科学家们希望实现的目标。

  杉本补充道,“这个对撞机含有密集的伽马射线,其密度比等离子体中电子的密度高十倍,其能量比激光中光子的能量大一百万倍。 ”

  对撞机中的光子-光子碰撞产生电子-正电子对,正电子对由激光产生的等离子体电场加速。这产生正电子束。

  支持这项工作的美国国家科学基金会项目主任 Vyacheslav Lukin 博士表示:“这项研究展示了一种在实验室环境中探索宇宙奥秘的潜在方法。今天和明天的高功率激光设施的未来可能性变得更加有趣。”

  这项工作在《星际迷航》虚构的物质-能量转换技术中的应用仍然只是虚构的。然而,这项工作可以帮助通过实验验证宇宙的组成理论,甚至可能有助于找出早期未知的物理学。

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