Питання про порожнечі


Поділіться цією статтею з друзями:

Інтенсивність лазера перетворить матеріал у вакуум Мішелем Альберганти

Ключові слова: енергія, вакуум, матерія, творіння, частинки, антивещество

Біографія рівняння E = тс 2 далека від завершення. Laremarquable ілюстрація наведено в документальній белетристиці переданого Arte в неділю, жовтень 16 (Біографія рівняння E = mc2, Гері Джонстон) незабаром може випробувати нову захоплюючу главу. У Applied Optics Laboratory (LOA), загальний для Національної школи передових технологій (ENSTA) в Політехнічній школі і CNRS, Palaiseau (Essonne), Жерар Мур наближається, коли він принесе матерія з порожнечі ...

"Порожня - це мати всієї матерії", - каже він з певним веселощам. У ідеальному стані "вона містить величезну кількість частинок на cm3 ... і так само багато античастинок". Отже, нульова сума, яка призводить до цієї очевидної відсутності матерії, яку ми називаємо ... порожнім. Яка проблема словникового визначення, для якого, починаючи з чотирнадцятого сторіччя, останнє є "простором, яке не зайняте матерією". Треба було розраховувати без антиматерії і без знаменитої формули E = mc², яку Альберт Ейнштейн вивів із спеціальної теорії відносності сто років тому в 1905.

Чому інвертувати цю формулу, виробляючи матерію з порожнечі? Для Жерара Муру, додатки будуть йти від створення нової релятивістської мікроелектроніки до вивчення Великого вибуху та можливості моделювання чорних дірок. Те, що він називає "екстремальним світлом", дає можливість розробляти протонову терапію, здатну атакувати пухлини, не пошкодити навколишні клітини, "ядерну фармакологію" та здатність контролювати радіоактивність матеріалу за допомогою однієї кнопки. Не кажучи вже про виготовлення надзвичайно компактних прискорювачів, які можуть конкурувати з гігантськими об'єктами CERN Женеви. Контроль світла далеко не досяг меж. LOA працює з лазером, одним з найбільш вражаючих досягнень відкриттів, за яким Альберт д'Айнштейн заробив Нобелівську премію в 1921.

Герард Муру відіграв важливу роль у збільшенні потужності цього когерентного променю світла, отриманого вперше в 1960. У 1985 він розробив метод під назвою chirped pulse amplification (CPA) (The World of 8 June 1990). "Вночі ми створили джерело, що стояв на столі, інтенсивність якого відповідає розмірам футбольного поля", - говорить Жерар Муру.

Хвиля натхнення

Фізики спіткнулися останні двадцять років на виникненні нелінійних явищ інтенсивності близько 1014 Вт / cm2 (W / cm2), які погіршують хвилю і викликав руйнування твердих тіл, народжених лазери. Жерар Мур використаний джерела, що виробляють дуже короткі імпульси (пикосекундной або 10- 12 секунду), один з яких характеристики в тому, щоб утримувати широкий діапазон частот. «Для того, щоб вирішити цю проблему, перш, ніж підсилює імпульс, ми розтягнуті, замовивши фотони," дослідник пояснити CPA, використовує аналогія групи велосипедистів стикається тунель. Щоб уникнути закупорки під час перетину фронту, треба сповільнити деяких вершників перед перешкодою.

Жерар Муру продовжує аналогічно частоті. Після їх розділення, він накладає різні шляхи на кожен колір, використовуючи дифракційну решітку. Після посилення кожної частоти, "достатньо" для виконання зворотної операції, щоб знайти імпульсний профіль ідентичний, але набагато більш інтенсивний. За допомогою CPA інтенсивність знову піднімалася, щоб досягти ... 1022 W / cm2 сьогодні, 1024 W / cm2 в 2006.



"До певного значення інтенсивності магнітний компонент падаючої хвилі залишається незначним у порівнянні з його електричним компонентом, пояснює Джарар Муру. Але від 1018 W / cm2 він надає тиск на електрон. Останній, доти, доки піддається простому "набуханню", раптово знімається хвилеподібною хвилею, яка змушує його досягти власної швидкості, тобто до світла. Потім ми вводимо релятивістську нелінійну оптику. Розірвані електрони перетворюють свої атоми на іони, які "намагаються утримувати електрони, що створює постійне електричне поле, тобто електростатичне, значної інтенсивності". Це перетворює змінний електричний поле падаючої світлової хвилі на безперервне електричне поле.

Це "надзвичайне" явище породжує титанічне поле травоїд 2 на метр (1012 V / м). "CERN на метрі ...", підсумовує Жерар Муру. При 1023 W / cm2 електростатичне поле досягне 0,6 петавольт на метр (1015 V / м) ...
Для порівняння, Стенфордський лінійний прискорювач (SLAC) прискорює частинки до гігаелектричних вольт 50 (GeV) на 3 км. "У теорії ми можемо зробити те ж саме на відстані порядку діаметру волосся", - стверджує дослідник. У свій час Енріко Фермі (1901-1954) вважав, що для досягнення петавольт, прискорювач повинен йти навколо Землі.

"Електрони, натиснуті світлом, в кінцевому підсумку тягнуть іони за ними", продовжує Муру. Відтепер човен несе якоря. Початкове світло породило промінь електронів і іонів. ЛОА зуміла прискорити електрони до енергій мегаелектронвольт (МЕВ) 150 на відстані кількох десятків мікрон. Він має намір спершу перенести на GeV, і набагато пізніше.

Mini Big Bang

Паралельно з цим розвитком, що в кінцевому рахунку може конкурувати з великими прискорювачами часток, Жерар Мур сказав, що він був дуже близький, завжди завдяки величезним интенсивностям світла, отриманих від «злому вакууму», тобто не сказати, поки " щось ", де не було нічого зовнішнього вигляду.

Насправді це не магічна операція, а "просто", щоб виявити те, що було невидиме. Теоретичною метою є інтенсивність 1030 W / cm2. Щоб отримати це значення, фізики вважають вакуум діелектриком, тобто ізолятором. Точно так само, як занадто сильна інтенсивність "зафіксує" конденсатор, можна "врізати вакуум".

Але що буде тоді? Які дивні частинки почнуть з порожнечі? Тут ще раз таємниця застаріла. Це буде електронно-позитронна пара. Частка та її античастинка, які є найлегшими, а отже, тими, які за формулою Ейнштейна вимагатимуть найменшої енергії. І цей мінімальний також відомий: 1,022 MeV.

Таким чином, все здається готовим до матерії, щоб зробити її першим виходом з вакууму в лабораторії. Цей міні-Великий вибух могло статися навіть перед 1030 W / cm2. Г-н Муру вважає, що за допомогою рентгенівських променів або гами можна було б зменшити цей поріг навколо 1023 до 1024 W / cm2. Це є метою LOA на найближчі кілька років

Стаття опублікована в редакції 19.10.05 du Monde


Зворотній зв'язок

Залишити коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований. Обов'язкові поля позначені *