Ученые открыли процесс превращения чистой энергии в материю с помощью лазеров

27 декабря 2023, 16:45

Источник:

SciTechDaily

Группа ученых разработала революционный подход к превращению чистой энергии в материю с помощью одних лазеров. Результаты исследования представляют значительный скачок в экспериментальных возможностях, что потенциально может изменить наше понимание Вселенной.

Основная идея прорыва заключается в самоорганизации плотной плазмы, облученной современными лазерами в состоянии, близком к критическому. Симуляция команды демонстрирует создание фотон-фотонного коллайдера внутри этой плазмы, что генерирует плотную популяцию гамма-лучей.

Примечательно, что эти гамма-столкновения создают электрон-позитронные пары, а позитроны впоследствии ускоряются электрическим полем плазмы, индуцированным лазером.

Ведущий автор доктор Сугимото объясняет:

Наше моделирование показывает, что при взаимодействии с интенсивными электромагнитными лазерными полями плотная плазма может самоорганизовываться, образуя фотон-фотонный коллайдер. Этот коллайдер содержит плотную популяцию гамма-лучей, в десять раз гуще плотности электронов в плазме, и энергия которых в миллион раз превышает энергию фотонов в лазере.

Этот процесс знаменует собой первое моделирование ускорения позитронов в рамках линейного процесса Брейта-Вилера в релятивистских условиях. Соавтор исследования профессор Арефьев выразил уверенность в осуществимости эксперимента и подчеркнул, что команда с нетерпением ждет реализации в реальном мире.

Это исследование показывает потенциальный способ исследования тайн Вселенной в лабораторных условиях. Будущие возможности современных и будущих мощных лазерных установок стали еще более интригующими.

Практические последствия существенны, поскольку открытие ускорения позитронов открывает двери для создания установки, способной превращать чистую энергию в материю. Моделирование показывает, что с помощью современных лазеров с интенсивностью 10^22 Вт/см² пучок позитронов может достичь энергии гигаэлектронвольтового уровня с углом расхождения около 10° и зарядом 0,1 пКл (10^6 электронов на импульс).

Читайте на сайте Ученые разработали синаптический транзистор для имитации работы человеческого мозга

Хотя реализация этого революционного процесса может не напоминать научно-фантастические сценарии, такие как репликаторы, которые мы видим в фильмах, он обещает подтвердить стандартную модель и потенциально открыть новые сферы физики. Научное сообщество с нетерпением ожидает экспериментального воплощения этого трансформационного открытия.