研究人員可以用雷射做出反物質?

    加入我們永遠收到最新的消息

101208130038_1_900x600

著名的E=mc2方程式,首度把物質與能量是等效的珍藏在物理定律裡。從那時起,我們一直在核能電廠裡使用它,來把能源從物質取出來。

現在,俄羅斯研究人員在調查相反的結果。藉由利用強有力的雷射,他們打算從光來產生反物質。研究小組已經做出詳細的計算,使用超高強度的雷射來產生電子和正子(positron)。

雖然正子是最簡單的反物質粒子之一,恰恰相反於電子,但很難用非常高的能量來大量產出。這個方法可能是正確的作法。

來自俄羅斯科學院應用物理研究所(Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences)的研究小組,致力於一個名為量子電動力學(quantum electrodynamics,QED)理論的一項特殊預測。量子電動力學描述物質與光如何在量子層次互動。

非常強大電場的預測態是有可能形成電子正子對。在一個被過分簡單化的方法,電場把位於真空的虛粒子(virtual particle),轉換成我們能觀察的真實粒子。

screen-shot-2016-09-26-at-2-04-38-pm

在一份發表於電漿物理學期刊(Physics of Plasma)的論文中,研究小組致力於使用這個想法來產生一連串的QED,自持發射(self-sustaining emission)的電子正子對。

Igor Kostyukov在一份聲明中說:「考慮到它是一個連鎖反應,循序過程組成的每一個鏈環,它以電子和正子在雷射場內的加速開始,接著是被加速的電子和正子放射出高能量光子;然後,高能量光子的衰減產生了電子正子對,走向級聯粒子(cascade particle)的新世代。連串的QED導致電子正子、高能量光子電漿,像雪崩般的產生。」

研究人員模擬在一些金屬薄片和非常強有力的雷射脈衝之間的互動,來產生強大的電場,比在原子裡發現的還要強的多。它們發現這個模型塑造的建立,可以產生連串的QED,以及大量的正子。

研究人員將持續擴大這項模擬,嘗試來了解在更實際和更混沌情形下會發生什麼事,這很有潛力被轉換成實際生活應用,來產生電漿。

plasma-002

來源:IFLScience

fb set to first 2