Mokslininkai materiją kuria tiesiogiai iš šviesos – fizikos reiškinio, numatyto daugiau nei prieš 80 metų.

abstrakčios energijos samprata

abstrakčios energijos koncepcijos iliustracija

Šviesos susidūrimas gamina medžiagą ir antimateriją iš grynos energijos.

Tyrimas rodo ilgai lauktą procesą, kaip formuoti medžiagą tiesiai iš šviesos. Taip pat yra įrodymų, kad magnetai gali sulenkti poliarizuotus fotonus skirtingais keliais. vakuume

Mokslininkai, tiriantys dalelių susidūrimus santykiniame sunkiųjų jonų susidūriklyje (RHIC), JAV energetikos departamento DOE Brookhaveno nacionalinės laboratorijos branduolinės fizikos tyrimų branduolinės fizikos tyrimų biure, pateikė tvirtų dviejų fizinių reiškinių įrodymų. Prognozuojamas reiškinys daugiau nei prieš 80 metų , rezultatai yra pagrįsti išsamia daugiau nei 6 000 elektronų ir pozitronų porų, susidariusių dėl kibirkštinio dalelių susidūrimo RHIC, analize ir paskelbta „Scientific American“. fizinės apžvalgos laiškas.

Pirmasis atradimas buvo elektronų ir pozitronų pora. kurios yra materijos dalelės ir antimaterija Jį gali generuoti tiesiogiai susidūrę itin galingi fotonai, kurie yra kvantiniai šviesos „paketai“. Energetinės šviesos pavertimas materija yra tiesioginis garsiojo Einšteino E = mc rezultatas.2 Lygtis, teigianti, kad energija ir materija (arba masė) yra keičiamos. Branduolinės reakcijos saulėje ir atominėse elektrinėse reguliariai paverčia medžiagą energija. Dabar mokslininkai vienu žingsniu šviesos energiją tiesiogiai pavertė materija.

padaryti materiją iš šviesos

Medžiagos gamyba iš šviesos: du aukso (Au) jonai (raudoni) juda priešingomis kryptimis šviesos greičiu 99,995% (v greičiui = apytiksliai c šviesos greičiui), kai jonai praeina vienas prieš kitą nesusidurdami.?) Du jonai supantys elektromagnetinio debesies fotonai (?) Gali sąveikauti ir sudaryti materijos ir antimaterijos poras: elektronų (e-) ir pozitronų (e+). Kreditas: Brookhaven Natioinal Laboratory

Antrasis rezultatas rodo, kad šviesos kelias, sklindantis per magnetinį lauką vakuume, sulenks skirtingai, priklausomai nuo šviesos poliarizacijos. Nuo poliarizacijos priklausomas įlinkis (vadinamas dvejopu lūžimu) atsiranda, kai šviesa keliauja per tam tikras medžiagas. (Šis poveikis yra panašus į metodą bangos ilgisTačiau tai yra pirmasis nuo poliarizacijos priklausomo lenkimo vakuume demonstravimas.

Abu rezultatai pagrįsti RHIC STAR detektoriaus, RHIC solenoidinio sekiklio, gebėjimu išmatuoti dalelių kampinį pasiskirstymą, susidariusį susidūrus aukso jonams, judantiems beveik šviesos greičiu.

susiduria fotonų debesys

Tokių galimybių nebuvo, kai fizikai Gregory Breit ir John A. Wheeler 1934 m. Aprašė hipotetinę galimybę susidurti su šviesos dalelėmis, kad sukurtų elektronų ir antimaterijų porą, vadinamą pozitronu.

„Savo pranešime Breit ir Wheeler suprato, kad tai beveik neįmanoma“, – sakė „Brookhaven Lab“ fizikas Zhangbu Xu, RHIC „STAR Collaboration“ narys. Tačiau „Breit“ ir „Wheeler“ siūlo kitą variantą: didelį jonų pagreitį. Ir jų pasirinkimas yra tai, ką mes darome RHIC “.

Jonai iš esmės yra nuogi. atomas, buvo išimtas iš elektrono Auksinis jonas su 79 protonais turi galingą teigiamą krūvį. Labai įkrautų sunkiųjų jonų pagreitis sukuria galingą magnetinį lauką, kuris cirkuliuoja aplink juos. Judėdama dalelė pagreitėja – kaip srovė, tekanti per laidą.

žvaigždžių detektorius

Santykinio sunkiojo jonų susidūrimo detektorius STAR matuoja dalelių kampinį pasiskirstymą, susidariusį susidūrus aukso jonams, judantiems beveik šviesos greičiu. Pateikti įrodymus apie du fizikos reiškinius, numatytus daugiau nei prieš 80 metų.Kreditas: Brookhaveno nacionalinė laboratorija.

„Jei greitis yra pakankamai didelis Apskrito magnetinio lauko stipris gali būti lygus statmenam elektrinio lauko stiprumui “, – sakė Xu, o statmenas vienodo stiprumo elektrinių ir magnetinių laukų išdėstymas yra tai, kas yra fotonas, kiekybinės šviesos„ dalelė “. Aplink bus fotonų grupė. auksinis branduolys Judėk su juo kaip debesis “.

RHIC mokslininkai dviejuose akceleratoriaus žieduose pagreitina aukso jonus iki 99,995% šviesos greičio.

„Mes turime dvi fotonų grupes, judančias priešingomis kryptimis, pakankamai energijos ir intensyvumo, kad kai du jonai teka vienas kitam nesusidurdami. Tie fotonų laukai gali sąveikauti “, – sakė Xu.

STAR fizikai seka sąveiką ir ieško numatomų elektronų-pozitronų porų.

Tačiau tokias dalelių poras gali generuoti įvairūs RHIC procesai, įskaitant „virtualius“ fotonus, kurie yra laikinos, masiškai efektyvios fotonų būsenos. Norėdami įsitikinti, kad materijos ir antimaterijos poros iš tikrųjų yra iš fotonų. Mokslininkai turėjo parodyti, kad „virtualių“ fotonų indėlis nepakeitė eksperimento rezultatų.

tai darydamas STAR mokslininkai išanalizavo atskirų elektronų kampinio pasiskirstymo modelius, palyginti su jų pozitronų kolegomis. Šie modeliai skiriasi poroms, susidarančioms sąveikaujant tikriems fotonams su virtualiais fotonais.

„Mes taip pat matuojame sistemos energiją, masės pasiskirstymą ir visus kvantinius skaičius. Jie atitinka teorinius skaičiavimus, kas atsitiks su tikrais fotonais “, – sakė„ Goldhaber “bendradarbis iš„ Brookhaven Lab “Danielis Brandenburgas, išanalizavęs STAR duomenis apie išvadas.

kiti mokslininkai Ji bandė sukurti elektronų-pozitronų poras iš lengvų susidūrimų, naudojant galingus lazerio spindulius. kuri orientuota į didelio intensyvumo spindulį Tačiau Brandenburgas sakė, kad atskiri fotonai tose intensyviose spinduliuose neturėjo pakankamai energijos.

Vienas eksperimentas SLAC nacionalinėje akceleratoriaus laboratorijoje 1997 m. Buvo sėkmingas naudojant netiesinį procesą. Pirma, mokslininkai turėjo padidinti vieno lazerio spindulio fotono energiją, susidūrę su galingu elektronų pluoštu. Fotonai susiduria, vienu metu aktyvuojami kelių fotonų masyviame elektromagnetiniame lauke, kurį sukuria kita lazeriu pagaminta medžiaga ir antimaterija.

„Mūsų rezultatai aiškiai parodo vieno žingsnio tiesioginį materijos ir antimaterijos porų susidarymą dėl lengvų susidūrimų, kaip anksčiau prognozavo Breitas ir Wheeleris“,-sakė Brandenburgas. „Dėl RHIC didelės energijos sunkaus jonų pluošto ir priimtinų bei tikslių didelių STAR detektorių matavimų, mes galėjome statistiškai išanalizuoti bendrą kinetinį pasiskirstymą, kad nustatytume, ar rezultatai patenkinami. Atitinka tikrus fotonų susidūrimus.

lenkimo šviesa vakuume

STAR gebėjimas matuoti nedideles deformacijas elektronų ir pozitronų, atsirandančių beveik iš eilės šiuose įvykiuose Tai suteikė fizikams galimybę ištirti, kaip šviesos dalelės sąveikauja su galingais magnetiniais laukais, kuriuos sukuria pagreitinti jonai.

„Fotonų sankaupos, supančios aukso jonus viename RHIC pluošte, šauna į stiprų sferinį magnetinį lauką, kurį sukelia jonai, įsibėgėjantys kitame aukso pluošte“,-sakė Chi Yang, ilgametis STAR kolega San universitete. Visa karjera tiria elektronų-pozitronų poras, sukurtas įvairių procesų RHIC. “Žvelgiant į dalelių pasiskirstymą, mes galime pasakyti, kaip poliarizuota šviesa sąveikauja su magnetiniais laukais.”

poliarizuota šviesa

Poliarizuotos šviesos lenkimas: ši iliustracija rodo, kad šviesa turi skirtingas poliarizacijos kryptis. (pažymėta juoda rodykle) per medžiagą dviem skirtingais keliais. Tai vadinama refrakcijos efektu. RHIC rezultatai rodo, kad lūžis taip pat vyksta magnetiniame lauke vakuume. Kreditas: Brookhaven National Laboratory

Werneris Heisenbergas ir Hansas Heinrichas Euleris 1936 m., O Johnas Tolas 1950 m. Prognozavo, kad erdvės vakuumą gali poliarizuoti galingas magnetinis laukas. Ir toks poliarizuotas vakuumas turėtų nukreipti fotono kelią, priklausomai nuo fotono poliarizacijos. Savo disertacijoje Tollas taip pat išsamiai apibūdina, kaip magnetinė absorbcija priklauso nuo poliarizacijos ir jos ryšio su lūžio rodikliu vakuume. Šis nuo poliarizacijos priklausomas įlinkis arba bipolinis lūžis buvo pastebėta daugelio tipų kristaluose. Taip pat yra naujausių pranešimų apie šviesą, sklindančią iš a neutronų žvaigždė lenkiantis tokiu būdu Tikriausiai taip yra dėl jo sąveikos su žvaigždės magnetiniu lauku. Tačiau nė vienas Žemės eksperimentas nenustatė lūžio a dulkių siurblys.

RHIC mokslininkai išmatavo, kaip šviesos poliarizacija veikia tai, kaip šviesą „sugeria“ magnetinis laukas.

Tai panašu į tai, kaip poliarizuoti akiniai nuo saulės blokuoja kai kurių spindulių patekimą. Jei jis neatitinka lęšio poliarizacijos, aiškina Yang, kalbėdamas apie akinius nuo saulės. Be to, kad turi mažiau šviesos praeiti Taip pat iš esmės galite išmatuoti papildomo lęšio medžiagų temperatūrą, nes jos sugeria užblokuotos šviesos energiją.

„Kai žiūrime į RHIC fotonų ir fotonų sąveikos produktą, matome, kad produkto kampinis pasiskirstymas priklauso nuo šviesos poliarizacijos kampo. Tai rodo, kad šviesos sugėrimas (arba praėjimas) priklauso nuo jos poliarizacijos “, – sakė Yang.

Tai pirmasis Žemės stebėjimo eksperimentas, kurio metu poliarizacija veikia šviesos ir magnetinių laukų sąveiką vakuume. kuris numatė vakuuminį lūžimą 1936 m.

„Šie du atradimai remiasi XX amžiaus pradžios didžiųjų fizikų prognozėmis“, – sakė Rice universiteto profesorius Frankas Geurtsas. kuriuos sukūrė ir eksploatavo jų komanda. Pažangiausias „Laikas-of-the-art“ sako Šiam matavimui reikalingas STAR „Skrydžio detektorius“. “Jie pagrįsti esminiais matavimais, neseniai atliktais naudojant technologiją ir analizės metodus, kuriuos sukūrėme RHIC”.

Nuoroda: „E+e- impulso ir kampinio pasiskirstymo matavimai nuo linijiškai poliarizuotų fotonų susidūrimų“, J. Adam ir kt. („STAR Collaboration“), 2015 m. Liepos 27 d. fizinės apžvalgos laiškas.
doi: 10.1103/PhysRevLett.127.052302

Prie papildomos analizės, kurios metu buvo gauti šie rezultatai, prisidėjo tokie asmenys kaip STAR atstovas spaudai Lijuan Ruan iš Brookhaveno, Shuai Yang iš Ryžių universiteto, Janet Seger iš Creighton universiteto ir Wangmei Zha iš Kinijos mokslo ir technologijų universiteto. Mokslininkai naudojo skaičiavimo išteklius Brookhaveno duomenų mokslo ir skaičiavimo centre, Nacionaliniame energetikos tyrimų mokslinio skaičiavimo centre (NERSC) DOE Lawrence Berkeley nacionalinėje laboratorijoje ir „Open Science Grid“ grupėje.

„Brookhaven Lab“ vaidmenį RHIC darbe ir operacijose palaiko DOE mokslo biuras (NP). Papildomi finansuotojai yra JAV nacionalinis mokslo fondas ir kelios tarptautinės agentūros, išvardytos paskelbtame dokumente.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pasukite 3D ritmą Marse ir ištirkite NASA ištvermę

NASA „Mars Perseverance“ roveris rodomas jo stotelėje prie Jezero kraterio, tokiu būdu peržiūrėjus iš „Naršykite ištvermingai“ 3D žiniatinklyje. Šis interaktyvus žiniatinklio įrankis turi...

Prieš 400 000 metų senovės žmonės išsaugotus dramblius pavertė nuostabiais kaulų instrumentais

Kaulų įrankiai buvo iškasti iš Castel di Guido Italijoje. Kreditas: Villa ir kt. 2021 PLOS TASI Senovės žmonės galėjo padaryti nuostabių dalykų su...

Šimtai erelio ruonių, apvyniotų meškerėmis ir tinklais, kasmet sukelia siaubingus sužalojimus ir skaudžias mirtis.

Žvejybos tinklai ir tinklai daro didelę įtaką kailių ruoniams (Arctocephalus pusillus), labiausiai paplitę jūrų žinduoliai, buvo pastebėti Pietų Afrikos ir Namibijos pakrantėse, kur jie...

FDP balsavo 16: 2 ir atmetė Piper vakcinos „oster A“ vakcinos platinimą plačiajai visuomenei.

Šiuo metu nėra trečiosios Kovid-19 vakcinos. Pirmaujanti Maisto ir vaistų administracijos (FDA) mokslinė patariamoji taryba balsavo už tai, kad plačiajai visuomenei būtų atsisakyta suteikti „Pfizer“...

Elon Musk Tesla Bot kelia rimtą susirūpinimą

„Tesla“ kitais metais ketina pristatyti humanoidinio roboto prototipą. Paskola: Tesla Elonas Muskas paskelbė apie humanoidinį robotą, skirtą padėti šioms pasikartojančioms, varginančioms užduotims, kurių žmonės...

Newsletter

Subscribe to stay updated.