تولید یک ماده جدید از نور! (+عکس)

ایسنا: پس از یک سیر و سلوک 80 ساله، دانشمندان انگلیسی راز چگونگی تبدیل نور به ماده را فاش کردند.

«جی برایت» و «جان ای ویلر» در سال 1934 ساده‌ترین شیوه تبدیل نور به ماده را ارائه دادند. این شیوه حاوی کوبیدن دو ذره نور (فوتون) با هدف خلق الکترون و پوزیترون بود اما چنین موضوعی هرگز در آزمایشگاه مشاهده نشد و آزمایش‌های پیشین نیز نیازمند افزودن ذرات پرانرژی بودند.

فیزیکدانان دانشگاه امپریال کالج لندن هم‌اکنون این نظریه را در آزمایشگاه عملی کرده‌اند. آزمایش آن‌ها فرآیندی را بازخلق می‌کند که در 100 ثانیه اول جهان در انفجارات اشعه گاما دیده شده است. این انفجارها بزرگ‌ترین انفجارهای کیهان بوده و یکی از مرموزترین معماهای حل‌شده جهان به شمار می‌آید.

آزمایش برخورددادن جدید دارای دو گام کلیدی است. نخست دانشمندان از یک لیزر بسیار شدید قدرتمند برای سرعت‌بخشی به الکترون‌ها به درست پایین‌تر از سرعت نور استفاده کردند. این الکترون‌ها در ورقه طلا برای خلق پرتو فوتون‌هایی که یک میلیارد بار پرانرژی‌تر از نور مرئی است، شلیک می‌شوند. مرحله بعدی شامل قوطی طلای ریزی موسوم به hohlraum است. دانشمندان لیزری پرانرژی را به سطح درونی این قوطی شلیک کردند تا یک میدان تشعشعی حرارتی ایجاد و نوری شبیه به نور ستارگان تولید کنند.

پرتو فوتون در نخستین مرحله آزمایش از خلال مرکز قوطی جهت‌دهی و موجب شد فوتون‌های دو منبع به یکدیگر کوبیده شوند که در نهایت به شکل‌گیری الکترون‌ها و پوزیترون‌ها منجر شد. بنابراین شناسایی شکل‌گیری الکترون‌ها و پوزیترون‌ها هنگام خارج‌شدن آن‌ها از قوطی ممکن بود.

پروفسور استیو رز از گروه فیزیک دانشگاه امپریال کالج لندن در این خصوص می‌گوید: زمانی که برایت و ویلر این تئوری را پیشنهاد دادند، فیزیکدانان مدعی بودند آن‌ها هرگز شاهد اجرای آن در آزمایشگاه را نخواهند بود اما امروز ما این کار را انجام دادیم و آنچه متعجبمان کرد کشف این نکته مهم بود که می‌توانیم ماده را مستقیما از نور تولید کنیم.