Физиците се доближават до изграждането на лазери, достатъчно мощни, за да изтръгнат материя от вакуум.
Според доклад, публикуван на 24 януари в списание Science, екип от китайски учени се готви да започне строителството през тази година на 100-петават лазер в Шанхай, известен като Station of Extreme Light, или SEL. Това ги поставя в челните редици на учени от цял свят, които работят за реализирането на прогноза, публикувана в списанието Physical Review Letters през 2010 г. от екип от американски и френски физици, че достатъчно мощен лазер може да предизвика появата на електрони на вакуум.
Може да изглежда странно да си представим, че електроните могат да се появят извън празното пространство. Но има много по-голям смисъл в светлината на странно твърдение за квантова електродинамика: „празното“ пространство изобщо не е празно, а по-скоро е съставено от плътно опаковани двойки материя и антиматерия. Тези двойки плътно попълват пропуските между всичко, състоянията на квантовата електродинамика - те просто не взаимодействат по някакъв забележим начин с останалата част на Вселената, защото се отменят една от друга.
Така че е по-лесно да се счита, че китайският лазер няма да създава толкова много материя, колкото да навлезе в света, който хората могат да възприемат. Мощните му енергийни импулси ще накарат електроните да се отделят от своите антиматериални близнаци, позитрони, по начин, по който изследователите могат да открият.
Изграждането на достатъчно мощен лазер за това е трудно (и скъпо) техническо предизвикателство. Както съобщи Science, сто петавата е около 10 000 пъти повече енергия, отколкото има във всички електрически мрежи в света.
По-малък китайски лазер, Шанхайският суперинтензивен ултрабърз лазерен механизъм, може да постигне 10 петавата до края на тази година. (Това е 1000 пъти по-голямо от мощността на всички световни мрежи.) И как лазерите могат да достигнат тези огромни нива на мощност?
Както обясниха авторите на доклада в списание Science, силата е функция на две неща: енергия и време. Освободете джаул енергия в течение на 1 секунда и това е 1 ват. Освободете джаул в течение на 1 час и това е само 0,28 миливата (28 сто хиляди вата). Но пуснете този джаул само за 1 милионна част от секундата и това е 1 милион вата или 1 мегават.
Всички лазерни свръхмощност разчитат по някакъв или друг начин на освобождаването на големи количества енергия за кратки периоди от време, усилвайки я и огъвайки лъчите така, че цялата тази енергия да достигне целта си в течение на още по-кратък период от време, науката отчетена статия.
До 2023 г. SEL може да удари цели само 3 микрометра (3 милиона от метър или ширината на E. coli бактерия) с мощност 100 петавата, според доклада на Science.
За повече технически подробности за това как би работил този лазер, как се сравняват други лазерни проекти по света и защо САЩ изостават толкова много назад, вижте пълния доклад на Science.
