Ang bagay ng kawalan ng laman


Ibahagi ang artikulong ito sa iyong mga kaibigan:

Ang intensity ng laser ay gagawing materyal ng vacuum ni Michel Alberganti

Mga keyword: enerhiya, vacuum, bagay, paglikha, particle, antimatter

Ang talambuhay ng equation E = mc 2 ay malayo mula sa kumpleto. Ang isang mahusay na paglalarawan ng dokumentaryo drama broadcast sa pamamagitan ng Arte sa Linggo 16 Oktubre (Ang isang talambuhay ng equation E = mc2, Gary Johnstone) ay maaaring madaling malaman ng isang bagong kapana-panabik na kabanata. Sa Applied Optics Laboratory (LOA), karaniwan sa National School of advanced na mga diskarte (Ensta) sa École Polytechnique at CNRS, Palaiseau (Essonne), Gérard Mourou ay papalapit na kapag siya ay manganak bagay mula sa kawalan ng laman ...

"Walang bisa ang ina ng lahat ng bagay," sabi niya sa isang tiyak na kaligayahan. Sa perpektong estado, "naglalaman ito ng napakalaki na dami ng mga particle kada cm3 ... at tulad ng maraming antiparticle". Kaya ang isang zero sum na humahantong sa ito maliwanag kawalan ng bagay na naming pangalan ... kawalan ng laman. Ano ang hamunin ang kahulugan ng diksyonaryo kung saan, mula noong panlabing-apat na siglo, ang huli ay isang "puwang na hindi ginagawa ng bagay." Ito ay upang mabilang na walang antimatter at walang sikat na formula E = mc², na Albert Einstein deduced mula sa espesyal na kapamanggitan isang daang taon na ang nakaraan, sa 1905.

Bakit invert ang formula na ito sa pamamagitan ng paggawa ng bagay mula sa kawalan ng laman? Para kay Gérard Mourou, ang mga aplikasyon ay darating mula sa paglikha ng isang bagong relativistic microelectronics sa pag-aaral ng Big Bang at ang posibilidad ng pagtulad sa mga itim na butas. Ang tinatawag niyang "matinding liwanag" ay posible upang bumuo ng proton therapy, na makapag-atake ng mga tumor nang walang damaging nakapalibot na mga cell, isang "nuclear pharmacology" at ang kakayahang kontrolin ang radyaktibidad ng isang materyal na may isang solong buton. Hindi sa banggitin ang produksyon ng mga sobrang compact accelerators na maaaring makipagkumpetensya sa mga napakalaki pasilidad ng CERN Geneva. Ang kontrol ng liwanag ay malayo sa pagkakaroon ng mga limitasyon nito. Ang LOA ay gumagana sa laser, isa sa mga pinaka-kagilagilalas na tagumpay ng mga natuklasan na nakakuha ng Albert d'Einstein ang Nobel Prize sa 1921.

Naging pangunahing papel si Gérard Mourou sa pagtaas ng lakas ng magkakaugnay na ray ng ilaw na nakuha sa unang pagkakataon sa 1960. Sa 1985, bumuo siya ng isang paraan na tinatawag na chirped pulse amplification (CPA) (Ang World ng 8 Hunyo 1990). "Sa magdamag, gumawa kami ng mapagkukunan na nakatayo sa isang mesa at ang intensity ay naitugma sa mga pasilidad na laki ng larangan ng football," sabi ni Gerard Mourou.

Mag-surf wave

Physicists stumbled huling dalawampung taon sa mga pangyayari ng nonlinear phenomena sa intensities ng tungkol sa 1014 W / cm2 (W / cm2) na pababain ang alon at sanhi ng pagkasira ng solids na kung saan ay ipinanganak lasers. Gerard Mourou ginagamit pinagkukunan paggawa ng napaka-ikling pulses (picosecond o 10- 12 segundo), isa sa kung saan ang mga katangian ay upang maglaman ng isang malawak na hanay ng mga frequency. "Upang malutas ang problema, bago amplifying ang pulso, kami stretched sa pamamagitan ng pag-order ng mga photons," ang tagapagpananaliksik upang ipaliwanag ang CPA, ay gumagamit ng pagkakatulad ng isang grupo ng mga siklista harapin ang isang tunnel. Upang maiwasan ang pagbara sa isang front pagpasa, pabagalin ang ilang mga runners sa harap ng balakid.

Ang Gérard Mourou ay nagpapatuloy sa parehong paraan sa mga frequency. Pagkatapos ng paghiwalayin ang mga ito, ito ay nagpapataw ng iba't ibang mga landas sa bawat kulay gamit ang isang pagdidipraktas na parilya. Matapos ang paglaki ng bawat dalas, ito ay "sapat" upang isagawa ang reverse operation upang makahanap ng pulso profile magkapareho ngunit mas matinding. Sa CPA, ang intensity ay umakyat muli upang maabot ang ... 1022 W / cm2 ngayon, 1024 W / cm2 sa 2006.



"Hanggang sa isang tiyak na halaga ng intensity, ang magnetic bahagi ng insidente wave ay nananatiling bale-wala kumpara sa mga de-koryenteng sangkap, nagpapaliwanag Gérard Mourou. Ngunit mula sa 1018 W / cm2, nagpapakita ito ng presyon sa elektron. Ang huli, hanggang sa pagkatapos ay sumasailalim sa isang simpleng "pagbugso", ay biglang natatakbuhan sa pamamagitan ng isang surging alon na nag-mamaneho sa kanya upang maabot ang kanyang sariling bilis, iyon ay upang sabihin na ng liwanag. Pagkatapos ay ipasok namin ang relativistic nonlinear optika. Ang napunit na mga electron ay bumaling sa kanilang mga atomo sa mga ions na "subukan na panatilihin ang mga electron, na lumilikha ng isang patuloy na electric field, iyon ay, electrostatic, ng malaki intensity." Binabago nito ang alternating electric field ng incident light wave sa isang tuluy-tuloy na electric field.

Ang "pambihirang" hindi pangkaraniwang bagay na ito ay bumubuo ng isang titanic na larangan ng 2 teravolts bawat metro (1012 V / m). "CERN sa isang metro ...", nagbubuod ni Gerard Mourou. Sa 1023 W / cm2, ang electrostatic field ay maaabot 0,6 petavolt bawat metro (1015 V / m) ...
Bilang paghahambing, pinabilis ng Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) ang mga particle hanggang sa 50 gigaelectronvolts (GeV) sa 3 km. "Sa teoriya, maaari rin nating gawin ang layo sa pagkakasunud-sunod ng lapad ng buhok," ang sabi ng mananaliksik. Sa kanyang panahon, pinaniniwalaan ni Enrico Fermi (1901-1954) na upang maabot ang petavolt, ang accelerator ay dapat pumunta sa paligid ng Earth.

"Ang mga elektron na humahadlang sa liwanag ay nagtatapos sa paghila ng mga ions sa likod ng mga ito," patuloy ni Mourou. Mula ngayon, ang bangka ay nagdadala ng anchor. Ang unang liwanag ay nakabuo ng isang sinag ng mga electron at ions. Ang LOA ay may pinamamahalaang upang mapabilis ang mga electron hanggang sa 150 mega-electronvolts (MeV) energies sa mga distansya ng ilang sampu-sampung microns. Siya ay nagnanais na itulak muna sa GeV, at maglaon.

Mini Big Bang

Kahilera na ito na pag-unlad na maaaring sa huli ay kumpitensiya sa mga malalaking butil accelerators, Gérard Mourou nagsabing siya ay napakalapit, palaging salamat sa napakalaking intensities liwanag na nakuha mula sa "cracking ang vacuum", iyon ay upang sabihin hanggang " isang bagay na "kung saan may ay wala sa hitsura.

Sa katunayan, ito ay hindi isang mahiko na operasyon ngunit, "simpleng", upang ipakita kung ano ang di-nakikita. Ang teoretikal na layunin ay isang intensity ng 1030 W / cm2. Upang makuha ang halaga na ito, itinuturing ng mga physicist na ang vacuum bilang isang dielectric, iyon ay upang sabihin ang isang insulator. Sa parehong paraan na ang isang masyadong malakas intensity "snaps" isang kapasitor, posible na "slam ang vacuum".

Ngunit ano ang mangyayari pagkatapos? Anong mga kakaibang particle ang bubunuan mula sa kawalan ng laman? Narito muli, ang misteryo ay lipas na. Ito ay magiging isang elektron-positron pares. Ang isang maliit na butil at antiparticle nito, na kung saan ay ang lightest at samakatuwid ang mga na, ayon sa formula ng Einstein, ay nangangailangan ng hindi bababa sa enerhiya upang lumitaw. At ang minimum na ito ay lubos na kilala rin: 1,022 MeV.

Kaya, ang lahat ng bagay ay tila handa para sa bagay upang gawin ang kanyang unang hitsura mula sa isang vacuum sa isang laboratoryo. Ang mini-Big Bang ay maaaring mangyari bago ang 1030 W / cm2. Sa palagay ni Mr. Mourou na sa pamamagitan ng paggamit ng X-ray o gamma, posible na mabawasan ang threshold na ito sa paligid ng 1023 sa 1024 W / cm2. Ito ang layunin ng LOA para sa susunod na mga taon

Artikulo na inilathala sa edisyon ng 19.10.05 du Monde


komento Facebook

-iwan Ng komento

Ang iyong email address ay hindi nai-publish. Mga kinakailangang patlang ay minarkahan *