Ученые планируют преобразовать частицы света в частицы материи

Ученые института Макса Планка Германии и Имперского колледжа Великобритании уверены, что нашли способ доказать одну из гипотез в квантовой электродинамики о том, что частицы материи могут быть созданы из частиц света и планируют провести соответствующий эксперимент. Гипотеза была выдвинута 80 лет назад американскими учеными Брейтом (Breit) и Уилером (Wheeler), они предполагали, что если при аннигиляции пары электрон-позитрон вырабатывается два или более фотона, то столкновение двух или большего количества высокоэнергетических фотонов приведет к созданию пары электрон-позитрон (пара Брейта-Уилера).

Эксперимент будет проводиться в два этапа с помощью устройства, которое (в случае удачи можно будет назвать первым фотонным коллайдером). На первом луч электронов будет разогнан в вакууме почти до скорости света и направлен на мишень из золота толщиной около 2 мм. Столкновение электронов с атомами золота приведет к потере кинетической энергии электронов и появлению фотонов гамма-излучения. С помощью магнитного поля, поток гамма-фотонов будет сфокусирован в так называемую "полость" (hohlraum - нем.), которая представляет из себя имитацию абсолютно черного тела. Там фотоны переходят в сверхвозбужденное состояние, туда же будет направлен луч лазера, что должно (в теории) стать источником потока пар Брейта-Уилера. По мнению физиков, при использовании луча электронов с энергией 2 ГэВ и лазера с энергией 400 эВ, будет создаваться до 100 тысяч пар Брейта-Уилера в секунду.

7 теорий о простых взаимодействиях света и материи

Если эксперимент пройдет успешно, то гипотеза Брейта-Уилера будет подтверждена и станет последней из семи теорий о простых взаимодействиях света и материи, что поможет развитию квантовой электродинамики и пониманию процессов, происходивших в первые 100 секунд времени с момента Большого Взрыва.

Источник: Gizmag