Laut Physikern, die Simulationen durchführten, um die praktischen Anwendungen einer weltberühmten Gleichung zu untersuchen, könnte Plasma so manipuliert werden, dass Photonen kollidieren und Materie entsteht.
Die hier am Werk befindliche Gleichung ist Einsteins E = mc^2, die eine Beziehung zwischen Energie und Masse herstellt; Insbesondere besagt die Gleichung, dass Energie und Masse äquivalent sind, wenn letztere mit der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat multipliziert werden.
Ein Team unter der Leitung von Wissenschaftlern der Universität Osaka und der UC San Diego hat kürzlich die Kollisionen von Photonen mithilfe von Lasern simuliert; Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Kollisionen Paare aus Elektronen und Positronen hervorbringen würden. Die Positronen – die Antiteilchen des Elektrons – könnten dann durch das elektrische Feld des Lasers beschleunigt werden, um einen Positronenstrahl zu erzeugen. Ihre Ergebnisse sind veröffentlicht in Briefen zur körperlichen Überprüfung.
„Wir glauben, dass unser Vorschlag experimentell machbar ist, und wir freuen uns auf die praktische Umsetzung“, sagte Alexey Arefiev, Physiker an der UC San Diego und Co-Autor der Arbeit an der Universität Osaka freigeben.
Der Versuchsaufbau sei bei derzeit vorhandenen Laserintensitäten möglich, heißt es in der Mitteilung weiter. Die Forscher nutzten Simulationen, um potenzielle Versuchsaufbauten zu testen, und fanden einen überzeugenden Versuchsaufbau. Der Photon-Photon-Kollider nutzt den Breit-Wheeler-Prozess zur Herstellung von Materie, das heißt, er vernichtet Gammastrahlen, um Elektron-Positron-Paare zu erzeugen.
Etwas extreme Physik – Orte, an denen Sterne geboren werden und sterben und wo die Zeit steht still– existieren in den fernen Regionen des Kosmos. Im Jahr 2021 schlug ein anderes Forscherteam vor, dass die Kerne von Neutronensternen, extrem dichte Endstadien des Sternenlebens, ein Schauplatz einer ähnlichen Dynamik sein könnten Dunkle Materieteilchen könnten sich in Photonen umwandeln.
Rotierende Neutronensterne werden Pulsare genannt und in ihrer hochenergetischen Umgebung kann aus Licht Materie erzeugt werden. Pulsare können sich tausende Male pro Sekunde drehen, Gammastrahlen aussenden und verfügen über einige der stärksten bekannten Magnetfelder. laut NASA.
Pulsare sind auch nützliche Werkzeuge zur Messung von Gravitationswellen im Weltraum. Früher in diesem Jahr, Es wurden fünf verschiedene Kooperationen mit Pulsar-Timing-Arrays gefunden Was sie vermuten, ist der erste Blick auf den Gravitationswellenhintergrund – im Grunde das kontinuierliche Rauschen von Gravitationswellen, die die Raumzeit auf einer nahezu unmerklichen Ebene kräuseln.
Obwohl es schwierig ist, die Besonderheiten von Pulsaren aus der Ferne zu beobachten, können Physiker versuchen, sie zu simulieren.
„Diese Forschung zeigt einen möglichen Weg, die Geheimnisse des Universums in einer Laborumgebung zu erforschen“, sagte Vyacheslav Lukin, Programmdirektor bei der National Science Foundation, die die jüngste Forschung unterstützte. „Die zukünftigen Möglichkeiten der heutigen und zukünftigen Hochleistungslaseranlagen sind noch faszinierender geworden.“
Das Experiment könnte eine Möglichkeit bieten, einen Blick in die Zusammensetzung des Universums zu werfen, indem es einige weit entfernte Physik viel näher an die Heimat bringt. Doch damit das gelingt, muss tatsächlich ein Experiment aufgebaut werden.
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