根据物理学家的说法,等离子体可以碰撞光子并产生物质,他们进行了模拟,以探索世界著名方程式的实际应用。
这里起作用的方程是爱因斯坦的 E = mc^2,它建立了能量和质量之间的关系;具体来说,该方程认为,当后者乘以光速平方时,能量和质量是等价的。
由大阪大学和加州大学圣地亚哥分校的科学家领导的一个团队最近使用激光模拟了光子的碰撞;他们的结果表明,碰撞将产生成对的电子和正电子。然后,正电子可以通过激光的电场加速以产生正电子束。他们的研究结果发布在《物理评论快报》上。
“我们认为我们的提议在实验上是可行的,我们期待着在现实世界中实施,”加州大学圣地亚哥分校的物理学家、该论文的合著者阿列克谢·阿雷菲耶夫在大阪大学的一份新闻稿中说。
该版本补充说,在目前存在的激光强度下,实验设置是可能的。研究人员使用模拟来测试潜在的实验设置,并发现了一个令人信服的设置。光子-光子对撞机使用Breit-Wheeler过程产生物质,这意味着它湮灭伽马射线以产生电子-正电子对。
一些极端的物理学——恒星诞生和死亡的地方,以及时间静止的地方——存在于宇宙的遥远范围内。2021年,另一组研究人员提出,中子星的核心是恒星生命的极其密集的末期,可能是类似动力学的场所,暗物质粒子可以通过这种动力学转化为光子。
旋转的中子星被称为脉冲星,它们的高能环境是可以从光中产生物质的地方。据美国宇航局称,脉冲星每秒可以旋转数千次,发射伽马射线,并拥有一些已知最强的磁场。
脉冲星也是测量太空引力波的有用工具。今年早些时候,五个不同的脉冲星定时阵列合作发现了他们怀疑的引力波背景的第一次观察 - 基本上是引力波的连续杂音,在几乎难以察觉的水平上涟漪时空。
虽然很难从远处观察脉冲星的来龙去脉,但物理学家可以尝试模拟它们。
“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,”美国国家科学基金会项目主任维亚切斯拉夫·卢金说。“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。”
该实验可以提供一种窥视宇宙成分的方法,通过将一些遥远的物理学带到离家更近的地方。但要做到这一点,实际上需要建立一个实验。