Физики приближаются к созданию лазеров, достаточно мощных, чтобы вырывать вещество из вакуума.
Согласно отчету, опубликованному 24 января в журнале Science, группа китайских ученых готовится начать строительство в этом году 100-петаваттного лазера в Шанхае, известного как Станция экстремального света, или SEL. Это ставит их во главе широкого круга ученых по всему миру, которые работают над реализацией прогноза, опубликованного в журнале Physical Review Letters в 2010 году группой американских и французских физиков, о том, что достаточно мощный лазер может вызвать появление электронов. вакуума.
Может показаться странным представить, что электроны могут появляться из пустого пространства. Но это имеет гораздо больше смысла в свете странного утверждения квантовой электродинамики: «Пустое» пространство вовсе не пустое, а скорее состоит из плотно упакованных пар вещества и антивещества. Эти пары плотно заполняют промежутки между всем, состояниями квантовой электродинамики - они просто не взаимодействуют каким-либо заметным образом с остальной частью вселенной, потому что они взаимно компенсируют друг друга.
Поэтому проще предположить, что китайский лазер не столько создает материю, сколько заставляет ее проникать в мир, который могут воспринимать люди. Его мощные энергетические импульсы заставят электроны отделяться от своих близнецов-антивеществ, позитронов, способами, которые могут обнаружить исследователи.
Однако создание лазера, достаточно мощного для этого, является сложной (и дорогой) технической задачей. Как сообщает Science, сто петаватт - это примерно в 10 000 раз больше энергии, чем во всех мировых электрических сетях вместе взятых.
Меньший китайский лазер, Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility, может достичь 10 петаватт к концу этого года. (Это в 1000 раз превышает мощность всех мировых сетей.) Как же лазеры могут достичь этих огромных уровней мощности?
Как объяснили авторы доклада в журнале Science, сила - это функция двух вещей: энергии и времени. Выпуск энергии в течение 1 секунды, и это 1 ватт. Выпустите джоуль в течение 1 часа, и это всего 0,28 милливатта (28 сотых тысячных долей ватта). Но выпустите этот джоул всего за 1 миллионную долю секунды, и это 1 миллион ватт или 1 мегаватт.
Наука о сверхмощных лазерах так или иначе зависит от высвобождения большого количества энергии в течение коротких периодов времени, ее усиления и изгиба лучей, так что вся эта энергия достигает своей цели в течение еще более короткого периода времени. статья сообщила.
К 2023 году SEL может поразить цели всего на 3 микрометра (3 миллионной доли метра, или ширину Кишечная палочка бактерии) с мощностью 100 петаватт, согласно отчету в Science.
Для получения более подробной технической информации о том, как этот лазер будет работать, как сравниваются другие лазерные проекты по всему миру и почему США так сильно отстают, ознакомьтесь с полным отчетом Science.
