Некоторые предсказания и прогнозы современных теорий на первый, да и на второй взгляд представляются совершенно невероятными и практически недоказуемыми экспериментально. К таковым относится и тезис из квантовой электродинамики, утверждающий, что свет преобразуется в материю. Но физики из нескольких стран все же пытаются такое превращение доказать. Если им это удастся, то откроется прямой доступ к процессам, которые происходили непосредственно после Большого взрыва.
Никогда не говори никогда – этот принцип столь же актуален для науки, как и для других сфер человеческой деятельности. Тем не менее теоретики квантовой электродинамики (QED) были твердо уверены, что их теоретические определения никогда практически доказаны не будут. Так, Грегори Брейт и Джон А. Уиллер впервые описали в 1934 году, как свет вследствие образования пары электрон-протон может превращаться в материю. В 1960 годы эту теорию подхватил Нобелевский лауреат Джулиан Швингер, постулировавший, что при очень высокой напряженности поля электроны и позитроны могут вырываться из вакуума.
Так называемая теория квантовой электродинамики признана во всем мире, но вот процессы при высокой напряженности полей, а также прямое подтверждение образования пар из вакуума остаются чистой теорией - как минимум пока оставались таковыми. «Мы сейчас как раз проводим эксперимент, который позволит нам открыть дверь в новую физику», - говорит доктор Кристиан Рёдель из Йенского университета имени Фридрих Шиллера. – «И это – Швингеровская физика». Впервые с такой целью была организована международная исследовательская группа, которая решилась на невероятный эксперимент в лаборатории Rutherford Appleton Laboratory неподалеку от Оксфорда в Англии. В этой группе из 35 человек собраны ученые физики из Йенского института оптики и квантовой электроники (Германия), Имперского колледжа Лондона, университета Квинс в Белфасте (Северная Ирландия), Калифорнийского университета в Беркли (США) и Немецкого электронного синхротрона DESY из объединения имени Гельмгольца.
«Благодаря современным лазерным технологиям и сверхинтенсивному лазерному излучению, невозможное ранее становится реальностью – взаимодействием свет-свет мы создаем материю», - рассказывает Рёдель.
В вакуумной камере размером четыре квадратных метра исследователи с помощью высокоинтенсивного лазерного луча сталкивают высокоэнергетические фотоны, то есть частички света. В соответствии с теорией квантовой электродинамики, при таких столкновениях должно возникать некоторое количество пар электрон-позитрон, то есть материя и антиматерия, которые в качестве заряженных частиц отклоняются множеством магнитов, после чего измеряются сверхчувствительной системой детекторов.
Основная задача по подготовке эксперимента легла на ученых из Йены: «Доминик Холлатц разработал систему магнитов, которые отклоняют пары электрон-позитрон, без чего эксперимент был бы просто невозможен. А Андреас Зайдель предложил конструкцию специальной плазменной линзы, обеспечивающей при эксперименте увеличенную плотность фотонов». В результате эксперимента собрано огромное количество данных, которых хватит для анализа членам научной группы и представляемым ими научным заведениям на месяцы работы.
Кристиан Рёдель не скрывает своего восторга оттого, что ему и его коллегам удалось принять участие в совместном проекте в Англии. «Как бы не закончится эксперимент - удачно или нет, мы вступаем на совершенно неизведанные доселе территории. И это может привнести революцию в физику частиц. Эффекты, которые мы исследуем, могут оказаться важнейшими процессами, происходившими в первые 100 секунд после Большого взрыва – когда материя возникла исключительно из света».
Именно по этой причине в настоящее время в Европе создаются три крупных исследовательских центра, которые будут заниматься изучением процессов в сильных лазерных полях и станут продвигать физику в соответствии с Джулианом Швингером. И этот первый эксперимент может стать исходной точкой в этой огромной работе.
Подписывайтесь на наш канал и ставьте лайки... Советуем также почитать:
Гравитация суперземель может не пускать их обитателей в космос