英国科学家发现把光转化为物质方法

  英国帝国理工学院的物理学家发现了用光来制造物质的方法,而相关理论在80年前被提出时,没人觉得可以真的实现这一壮举。

  结果,三名物理学家只是在帝国理工学院布莱克特物理实验室的狭小办公室里待了一天,喝了几杯咖啡,就发现可以通过一种相对简单的方法,在实践中证明最早由科学家布赖特和惠勒于1934年提出的相关理论是正确的。

  布赖特和惠勒认为,应该存在这样一种把光转化为物质的方法:只需让两个光子相互撞击,就能得到一个电子和一个正电子——这是科学家预言过的把光转化为物质的最简单的方法。科学界认为这种想法在理论上是正确的,但布赖特和惠勒曾表示从不指望有谁能在实践中演示这一理论。科学家从未在实验室中观察到类似现象,而过去为验证该理论而进行的实验都需要掺入大量其他高能粒子。

  此次发表在英国《自然-光子学》杂志上的最新研究成果第一次展示了在实践中证实布赖特-惠勒理论的可能性。研究提到的“光子-光子对撞机”能运用现有技术把光直接转化为物质,有望为高能物理实验提供一种新的实验方法。此类实验将能再现宇宙在诞生之初100秒里经历过的一段重要过程。

  帝国理工学院的科学家最初只是在研究与该理论毫无关联的聚变能问题,然后他们突然意识到自己的研究内容可以应用在布赖特-惠勒理论上。帝国理工学院的科学家和一名来自德国马克斯·普朗克核物理学研究所的访问学者及理论物理学家合作完成了这一理论突破。

  如果能成功演示布赖特-惠勒理论,就相当于为一块物理学拼图填上了最后一块碎片。这块拼图所展示的正是光与物质之间最简单的互动关系。科学家此前已经找到了这块拼图的其余6块碎片,比如狄拉克在1930年提出的正负电子湮灭理论以及爱因斯坦在1905年提出的光电效应理论。与这6块碎片相关的所有研究项目都最终荣获诺贝尔奖。

  帝国理工学院物理系教授史蒂夫·罗斯说:“虽然所有物理学家都认为这个理论是正确的,但布赖特和惠勒首次提出理论时曾表示,两人从未指望有人能在实验室里演示出来。今天,近80年后的今天,我们证明他俩说错了。令我们非常意外的是,我们发现利用英国现有技术竟然可以直接用光制造出物质。我们自己属于理论研究者,所以正在和有能力落实我们想法的人讨论如何实施这个里程碑式的实验。”

  帝国理工学院的科学家提出了这样一种包含两个步骤的对撞实验。第一步,他们打算利用高强度激光把电子加速到略低于光速的水平,然后把电子射到一块金板上,制造出比可见光能量高十亿倍的光子束。

  第二步,科学家用高能激光照射一个名为“空腔”的微小金罐的内壁,制造出一个热辐射场,由此产生的光和我们见到的星光差不多。

  随后,他们打算引导在第一步得到的光束穿过金罐中心,使来源不同的两种光子相互撞击,产生电子和正电子,科学家就可以在正负电子逸出金罐时观测其形成过程了。

文章评级:★★★★★☆☆☆☆ 发表者:{ydy9999}ydy9999 8-30 [ 0]

 分享到:
 
 
相关文章:
我是:
本站注册用户
用户名: 密码:
非本站注册用户
我来评论:

评论字数在2000字以内。评论即可得2分,评论被采用后,根据评级可得到相应的积分和智慧果。
比如:评论评级为5,可得50分和5个智慧果。

 

 
 
 
 
 
 
































 

© 版权所有  2001-2024 知识网站
Copyright (C) 2001-2024 allzhishi.com All rights reserved
联系我们 — 电话:15973023232  微信:zhishizaixian  ICP备案号:湘ICP备08003211号-4