Ein Team von Physikern versucht gerade die theoretisch mögliche, aber dennoch unmögliche Aufgabe, Licht in Materie umzuwandeln.
Der als Breit-Wheeler-Prozess bezeichnete Prozess ist über 84 Jahre alt und dreht sich effektiv um E = mc ^ 2 in m = E / c ^ 2. Unter der Leitung von Professor Steven Rose entwickelten Physiker des Imperial College London einen WegBreit-Wheeler gibt an, dass zwei Lichtteilchen Photonen, wenn sie zusammengeschlagen werden, ein Elektron und ein Positron erzeugen können ein Teilchen mit der gleichen Masse wie ein Elektron und einer numerisch gleichen, aber positiven Ladung.
Rose sagte, die Schüler planen, Einsteins berühmte Gleichung auf die Probe zu stellen.
"Dies wäre eine reine Demonstration von Einsteins berühmter Gleichung, die Energie und Masse in Beziehung setzt: E = mc 2 was uns sagt, wie viel Energie erzeugt wird, wenn Materie in Energie umgewandelt wird, "Rose sagte in einer Aussage: "Was wir tun, ist dasselbe, aber rückwärts: Photonenenergie in Masse umwandeln, dh m = E / c 2 . "
Das Team musste einen einzigartigen Aufbau erstellen, um die Theorie richtig zu testen. Sie verwendeten einen Photon-Photon-Kollider - zwei Hochleistungslaserstrahlen, die die Photonen des Lichts erzeugen, die schließlich zusammengeschlagen werden. Einer der Forscher zufolge einerPhoton hat die 1000-fache Energie von Photonen, die sichtbares Licht erzeugen. Der andere Photonenstrahl hat die milliardenfache Energie.
Die beiden Laser gehen dann in eine Zielkammer, in der die Elektronen auf eine Godl-Platte abgefeuert werden, um energiereiche Fotos zu erzeugen. Es gibt auch einen zweiten energiereichen Laser, der in eine Goldröhre abgefeuert wird und ein Wärmestrahlungsfeld erzeugt, das als Hohlraum bezeichnet wird.
Das Team hat sich weltweit nach einem geeigneten Setup umgesehen, aber nichts hat wirklich funktioniert. Sie haben sich schließlich für den Gemini-Laser in der Central Laser Facility in der Nähe von Oxford entschieden.
Nach Erhalt der Ergebnisse müssen die Physiker die Daten sorgfältig analysieren - auch wenn sie Positronen erfolgreich erkennen. Einige der Positronendetektoren stammen vom CERN. Durch gründliches Durchsuchen der Daten wird dem Team mitgeteilt, ob die Positronen erstellt wurdenDer Breit-Wheeler-Prozess oder ein anderes Hintergrundereignis. Sie werden auch nicht selbst Daten sichten. Sie planen den Aufbau eines Netzwerks von Partnerschulen, um ihnen durch das Institut für Schulforschung eine Organisation, der Rose geholfen hat zu helfengefunden.
Wenn sie wirklich ein Breit-Wheeler-Positron entdecken, haben die jungen Physiker bewiesen, dass es möglich ist, Licht erfolgreich in Materie umzuwandeln.
"Als Gregory Breit und John Wheeler 1934 den Mechanismus zum ersten Mal vorschlugen, verwendeten sie die damals neue Theorie der Wechselwirkung zwischen Licht und Materie, die als Quantenelektrodynamik QED bekannt ist. Während jede andere grundlegende Vorhersage von QED seitdem experimentell demonstriert wurde,Der 'Zwei-Photonen-Breit-Wheeler-Prozess' wurde noch nie gesehen ", sagte Mangles.
"Wenn wir es jetzt demonstrieren können", fuhr Mangles fort, "würden wir einen Prozess nachbilden, der in den ersten 100 Sekunden des Universums wichtig war und der auch in Gammastrahlenausbrüchen zu sehen ist, die die größten Explosionen im Universum darstellen."und eines der größten ungelösten Rätsel der Physik. "
Das Experiment ist seit 2014 in Arbeit und frühe Forschungsergebnisse finden Sie in der Zeitschrift Naturphotonik.
Via : Imperial College London