Fizikçiler Işığı Kullanarak Maddeyi ve Anti-maddeyi Nasıl Meydana Getireceklerini Belirlediler
Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences’tan (IAP RAS) bir araştırma ekibi kısa süre önce, lazerleri kullanarak maddeyi ve anti-maddeyi nasıl meydana getirileceğinin hesabını yaptıklarını açıkladılar. Bu, yüksek güçteki lazer titreşimlerini odaklayarak, ışığı kullanma yoluyla yakında madde ve anti-maddeyi oluşturmamızın mümkün olabileceği anlamına gelmektedir.
Bir parça kırılma yaratarak ışıktan yüksek enerjili fotonlar elde edilmektedir. Yüksek enerjili fotonlar güçlü elektrik alanlarına dönüştüğünde gama ışınları yayan kafi miktardaki radyasyonu kaybeder ve böylece maddenin yeni bir halini meydana getirerek elektron-pozitron çiftlerini yaratır.
Kuantum elektrodinamiği kavramı üzerine hesaplamalar yapan, IAP RAS’tan Igor Kostyukov “Genel olarak konuşmak gerekirse güçlü bir elektrik alanı, tıpkı elektron-pozitron çiftleri gibi, ‘sanal parçacıklarla dolu” olan boşluğu harekete geçirebilir. Alan, sanal bir bölgede bulunan parçacıkları bu türlere dönüştürebilir, gerçekte bu parçacıklardan herhangi biri gözlemlenebilir değildir” diyor.
Bir kuantum elektrodinamiği bir lazer alanı içerisinde hızlandırılan elektron ve pozitron ile başlayan bir süreçler dizisidir. Daha sonra yüksek enerjili fotonlar, elektronlar ve pozitron salınımı tarafından takip edilecektir. Yüksek enerjili fotonların sönümlenmesiyle elektron-pozitron çiftleri üretecektir. Esasen, bir kuantum elektrodinamiği dizisi, elektron pozitron yüksek enerjili foton plazmaların üretilmesine yol açacaktır ve kuantum elektrodinamiğini
mükemmel bir şekilde gösterdiği müddetçe sadece laboratuvar koşullarında uyulması gereken bir teoridir.
Buna dayanarak, araştırmacılar yoğun lazer titreşimlerinin bir sayısal simülasyonlar folyosu ile nasıl etkileşime girdiğini gözlemlediler. Şaşırtıcı bir şekilde, folyodan elde edilen pozitron ve elektron ile üretilen daha yüksek enerjili fotoların var olduğunu keşfettiler. Ve uygun bir deney yoluyla büyük bir miktarda pozitron üretebildiyseniz çoğunun bir kuantum elektrodinamiği serisiyle üretildiği sonucunu elde edersiniz.
Önemli Temel Nokta
Pek çok hususta olduğu gibi burada da altını çizmek gerekirse bu keşif verimli bir şekilde ve biraz da maliyetli olarak maddeyi ve anti-maddeyi nasıl üreteceğimiz konusunda, ikincisi de önemli ölçüde uzay gemilerimizi nasıl güçlendireceğimiz yeni ufuklar açmaktadır.
Az önce belirttiğimiz gibi, bu potansiyel güç kaynağının üretilmesi ucuz değil: “Sorun anti-maddenin üretilmesi ve depolanmasının verimliliği ve maliyetinde yatmaktadır. 1 gram anti-madde üretimi yaklaşık 25 milyon milyar kilovat-saat enerji gerektirecektir ve maliyet bir milyar doların üzerindedir.” Bu çalışma bize ileriye yönelik yeni bir yol sunuyor.
Ekibin çalışması, bugün sahip olduğumuz mevcut hiçbir kaynağın parlaklığını aşacak olan yüksek enerjili fotoların ve pozitronların lazer plazma kaynakları için ileri seviyedeki fikirlerin geliştirilmesini içeren pratik uygulamaların en sonunda önünü açabilecek olan etkileşimleri farklı türlerinin özellikleri hakkında önemli fikirler vermektedir.
Araştırmacılar “Bir sonraki adımda kendini üreten elektron-pozitron plazma güçlü bir şekilde etkileşimi değiştirdiğinde biz doğrusal olmayan aşamayı keşfedeceğiz” diye ekliyorlar. “Ve ayrıca dikkate değer olan parametreler geniş bir yelpazede ele alarak lazer madde etkileşimlerinin ve etkileşimlerin diğer rejimlerinin daha genel yapılandırmaları için sonuçlarımızı genişletmeyi deneyeceğiz.”
Kaynak: techuniverse
Çeviren: Bünyamin TAN