Фізики наближаються до побудови лазерів, досить потужних, щоб вирвати матерію з вакууму.
Згідно з повідомленням, опублікованим 24 січня в журналі Science, команда китайських вчених готується розпочати будівництво цього року на 100-петаватітному лазері в Шанхаї, відомому як Станція Екстремального Світла, або SEL. Це ставить їх на чолі широкого поля вчених у всьому світі, які працюють над реалізацією прогнозу, опублікованого в журналі Physical Review Letters у 2010 р. Командою американських та французьких фізиків про те, що досить потужний лазер може викликати появу електронів вакууму.
Може здатися дивним уявити, що електрони можуть з’являтися з порожнього простору. Але це має набагато більше сенсу у світлі дивного твердження про квантову електродинаміку: "порожній" простір зовсім не порожній, а складається з щільно упакованих пар речовини і антиматерії. Ці пари щільно заповнюють прогалини між усім, станом квантової електродинаміки - вони просто не взаємодіють якимось помітним чином з рештою Всесвіту, оскільки вони скасовують один одного.
Тож простіше врахувати, що китайський лазер не настільки створить матерію, скільки змушує її потрапляти у світ, який люди можуть сприймати. Його потужні імпульси енергії змусять електрони відокремлюватися від своїх протиматеріальних близнюків, позитронів, таким чином, як дослідники можуть виявити.
Побудова лазера, достатньо потужного для цього, є складним (і дорогим) технічним завданням. Як повідомляла Science, сто петаватів - це приблизно в 10000 разів більше енергії, ніж у всіх електричних мережах світу.
Менший китайський лазер, Шанхайський суперінтенсивний ультрашвидкий лазерний об'єкт, може досягти 10 петават до кінця цього року. (Це в 1000 разів перевищує потужність усіх світових мереж.) Тож як лазери можуть досягти цих величезних рівнів потужності?
Як пояснили автори звіту в журналі Science, влада - це функція двох речей: енергії та часу. Випустити джоуль енергії протягом 1 секунди, і це 1 ват. Випустіть джоуль протягом 1 години, і це всього 0,28 міліват (28 сотень тисяч ват). Але випустіть цей джоуль всього за 1 мільйонну частину секунди, і це 1 мільйон Вт, або 1 мегават.
Всі лазери з надпотужністю так чи інакше покладаються на вивільнення великої кількості енергії за короткий проміжок часу, посилення її та згинання пучків таким чином, що вся ця енергія надходить до своєї мети протягом ще коротшого періоду часу, наука стаття повідомляється.
До 2023 року SEL може вразити цілі лише на 3 мікрометри (3 мільйони метра або ширину Кишкова паличка бактерія), що має потужність 100 петаватів, згідно з повідомленням Science.
Для отримання більш детальних технічних подробиць про те, як працює цей лазер, як порівнюють інші лазерні проекти по всьому світу та чому США відстають від цього, перегляньте повний звіт Science.
