Füüsikud lähenevad piisavalt võimsate laserite ehitamiseks, et aine vaakumist välja viia.
24. jaanuaril ajakirjas Science avaldatud raporti kohaselt valmistub Hiina teadlaste meeskond valmis ehitama sel aastal Shanghais 100-võimsuselist laserit, mida tuntakse Extreme Light Stationina ehk SEL. See asetab nad laia maailma teadlaste etteotsa, kes tegelevad Ameerika ja Prantsuse füüsikute meeskonna 2010. aasta ajakirjas Physical Review Letters avaldatud ennustusega, et piisavalt võimas laser võib põhjustada elektronide ilmnemise vaakumist.
Võib imelik kujutada, et elektronid võivad tühjast kohast välja ilmuda. Kuid kvant-elektrodünaamika kummalise väite valguses on see palju mõistlikum: tühi ruum ei ole üldse tühi, vaid koosneb tihedalt pakitud ainepaaridest ja antimaterjalist. Need paarid täidavad tihedalt lünki kõige vahel, kvant-elektrodünaamika seisundid - nad lihtsalt ei suhtle ülejäänud universumiga mingil märgataval viisil, sest need tühistavad üksteise.
Nii on lihtsam arvestada, et Hiina laser ei loo niivõrd ainet, vaid põhjustab selle sisenemise maailma, mida inimesed saavad tajuda. Selle võimsad energiaimpulsid põhjustavad elektronide eraldumist antimaterjalist kaksikutest, positronitest, viisil, mida teadlased saavad tuvastada.
Selle jaoks piisavalt võimsa laser ehitamine on keeruline (ja kallis) tehniline väljakutse. Sada petavatti on teaduse andmetel umbes 10 000 korda rohkem energiat kui kõigis maailma elektrivõrkudes kokku.
Väiksem Hiina laser, Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility, võiks selle aasta lõpuks saavutada 10 pevatist võimsust. (See on 1000-kordne kõigi maailma võrkude võimsus.) Niisiis, kuidas saavad laserid saavutada neid tohutuid võimsustaset?
Nagu ajakirja Science raporti autorid selgitasid, on jõud kahe asja funktsioon: energia ja aeg. Vabastage ühe sekundi jooksul džaul energiat ja see on 1 vatt. Vabastage džaul 1 tunni jooksul ja see on vaid 0,28 millivatti (28 sada tuhandikku vatti). Kuid vabastage see džaul vaid ühe miljoni sekundi jooksul ja see on 1 miljon vatti ehk 1 megavatt.
Kõik ülivõimsusega laserid loodavad mingil või teisel viisil suure hulga energia vabastamiseks lühikese aja jooksul, võimendades seda ja painutades kiirte nii, et kogu see energia jõuab sihtpunkti veelgi lühema aja jooksul, vahendab Science. artikkel teatatud.
2023. aastaks võiks SEL tabada vaid 3 mikromeetrit (3-miljondikosad meetrist ehk ühe E. coli bakter) 100 võimsusega võimsusega, selgub ajakirjas Science avaldatud arvamusest.
Lisateavet selle laseri töö kohta, kuidas võrrelda teisi laserprojekte kogu maailmas ja miks USA on nii maha jäänud, leiate Science'i täielikust aruandest.
