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研究人员可以用雷射做出反物质?

2016-10-4 寰宇科学

著名的E=mc2方程式,首度把物质与能量是等效的珍藏在物理定律里。从那时起,我们一直在核能电厂里使用它,来把能源从物质取出来。

现在,俄罗斯研究人员在调查相反的结果。藉由利用强有力的雷射,他们打算从光来产生反物质。研究小组已经做出详细的计算,使用超高强度的雷射来产生电子和正子(positron)。

虽然正子是最简单的反物质粒子之一,恰恰相反于电子,但很难用非常高的能量来大量产出。这个方法可能是正确的作法。

来自俄罗斯科学院应用物理研究所(Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences)的研究小组,致力于一个名为量子电动力学(quantum electrodynamics,QED)理论的一项特殊预测。量子电动力学描述物质与光如何在量子层次互动。

非常强大电场的预测态是有可能形成电子正子对。在一个被过分简单化的方法,电场把位于真空的虚粒子(virtual particle),转换成我们能观察的真实粒子。

在一份发表于电浆物理学期刊(Physics of Plasma)的论文中,研究小组致力于使用这个想法来产生一连串的QED,自持发射(self-sustaining emission)的电子正子对。

Igor Kostyukov在一份声明中说:“考虑到它是一个连锁反应,循序过程组成的每一个链环,它以电子和正子在雷射场内的加速开始,接着是被加速的电子和正子放射出高能量光子;然后,高能量光子的衰减产生了电子正子对,走向级联粒子(cascade particle)的新世代。连串的QED导致电子正子、高能量光子电浆,像雪崩般的产生。”

研究人员模拟在一些金属薄片和非常强有力的雷射脉冲之间的互动,来产生强大的电场,比在原子里发现的还要强的多。它们发现这个模型塑造的建立,可以产生连串的QED,以及大量的正子。

研究人员将持续扩大这项模拟,尝试来了解在更实际和更混沌情形下会发生什么事,这很有潜力被转换成实际生活应用,来产生电浆。

来源:IFLScience

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