Vlad Krasen
0 
844
134
Fizycy zbliżają się do zbudowania laserów wystarczająco mocnych, aby wyrywać materię z próżni.
Według raportu opublikowanego 24 stycznia w czasopiśmie Science, zespół chińskich naukowców przygotowuje się do rozpoczęcia w tym roku budowy lasera o mocy 100 petawatów w Szanghaju, znanego jako Stacja Ekstremalnego Światła lub SEL. To stawia ich na czele szerokiego grona naukowców na całym świecie, którzy pracują nad przewidywaniem opublikowanym w czasopiśmie Physical Review Letters w 2010 roku przez zespół fizyków amerykańskich i francuskich, że wystarczająco silny laser może spowodować pojawienie się elektronów. próżni.
Może wydawać się dziwne, aby wyobrazić sobie, że elektrony mogą pojawiać się z pustej przestrzeni. Ale ma to o wiele więcej sensu w świetle dziwnego twierdzenia elektrodynamiki kwantowej: „Pusta” przestrzeń wcale nie jest pusta, ale raczej składa się z gęsto upakowanych par materii i antymaterii. Te pary szczelnie wypełniają luki między wszystkim, stany elektrodynamiki kwantowej - po prostu nie oddziałują w żaden zauważalny sposób z resztą wszechświata, ponieważ wzajemnie się znoszą. [18 największych nierozwiązanych tajemnic w fizyce]
Dlatego łatwiej jest wziąć pod uwagę, że chiński laser nie tyle tworzy materię, ile powoduje jej przedostanie się do świata, który ludzie mogą dostrzec. Jego potężne impulsy energii spowodują oddzielenie elektronów od ich bliźniaków antymaterii, pozytonów, w sposób, w jaki naukowcy mogą wykryć.
Jednak zbudowanie lasera wystarczająco mocnego, aby to zrobić, jest trudnym (i kosztownym) wyzwaniem technicznym. Sto petawatów, jak podała nauka, to około 10 000 razy więcej energii niż we wszystkich światowych sieciach elektrycznych razem wziętych.
Mniejszy chiński laser, Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility, może osiągnąć 10 petawatów do końca tego roku. (To 1000 razy więcej niż wszystkie sieci światowe). Jak więc lasery mogą osiągnąć tak olbrzymie poziomy mocy?
Jak wyjaśniają autorzy raportu w czasopiśmie Science, moc jest funkcją dwóch rzeczy: energii i czasu. Uwolnij 1 dżul energii w ciągu 1 sekundy, a to 1 wat. Uwolnij dżul w ciągu 1 godziny, a to tylko 0,28 miliwata (28 setnych tysięcznych wata). Ale uwolnij ten dżul w zaledwie 1 milionową część sekundy, a to 1 milion watów lub 1 megawat.
Wszystkie lasery z supermocą polegają w taki czy inny sposób na uwalnianiu dużych ilości energii w krótkich okresach czasu, wzmacnianiu ich i zginaniu wiązek tak, że cała ta energia dociera do celu w jeszcze krótszym okresie czasu. zgłoszony artykuł.
Do 2023 roku SEL może uderzać w cele zaledwie 3 mikrometry (3 milionowe części metra lub szerokość E coli bakteria) o mocy 100 petawatów, zgodnie z raportem w Science.
Aby uzyskać więcej informacji technicznych na temat działania tego lasera, porównania innych projektów laserowych na całym świecie i dlaczego Stany Zjednoczone pozostają w tyle, zapoznaj się z pełnym raportem Science.