Seuraa 
Viestejä391
Liittynyt26.3.2014

Imperial College Londonin tutkijat Britanniassa ovat keksineet keinon muuttaa fotoneita eli valohiukkasia aineeksi. Ilmiön teoreettisen pohjan esittelivät fyysikot Breit ja Wheeler jo vuonna 1934 eli tasan 80 vuotta sitten.

Breitin-Wheelerin teorian mukaan yksinkertaisin mahdollinen tapa muodostaa ainetta valosta on törmäyttää kaksi fotonia elektroniksi ja positroniksi. Breitin ja Wheelerin laskelma oli teoreettisesti täysin pätevä, mutta he eivät itsekään uskoneet, että ilmiö voitaisiin todella saada aikaan laboratoriossa.

Kuin maailmankaikkeuden ensisekunnit

Nature Photonics lehdessä julkaistu tutkimus kuvaa nyt ensi kertaa, miten teoria voidaan todistaa käytännössä. Itse koetta ei ole vielä toteutettu, mutta se on mahdollista tehdä nykyisin käytössä olevilla teknologioilla.

Koe käytännössä toistaisi prosessin, joka maailmankaikkeudessa tapahtui sen ensimmäisen 100 sekunnin aikana. Ilmiö esiintyy myös gammasädepurkauksissa, jotka ovat maailmankaikkeuden voimakkaimpia tunnettuja räjähdyksiä ja yhä suurelta osin mysteerejä tiedemaailmalle.

Imperial College Londonin fyysikot tekivät läpimurtotutkimuksensa yhdessä Max Planck -instituutin vierailevien fyysikoiden kanssa. Breitin-Wheelerin teorian kokeellinen todistaminen olisi viimeinen seitsemästä kuuluisasta valon ja sähkön vuorovaikutuksen mysteeristä, joka saataisiin ratkaistua.

Muita, jo kokeellisesti osoitettuja ilmiöitä ovat esimerkiksi elektronin ja positronin annihilaatio ja Einsteinin 1905 teoreettisesti esittämä valosähköinen ilmiö.

Koe toteutuu kaksivaiheisena

Tutkijoiden nyt esittämä käytännön toteutus ilmiölle on kaksivaiheinen. Ensimmäisessä vaiheessa kiihdytettäisiin elektroneja lähelle valonnopeutta erittäin voimakkaalla laserilla. Sitten elektronit suihkutettaisiin kultalaattaan ja saataisiin näin aikaan fotoneja, joissa on miljardikertaisesti energiaa näkyvän valon fotoneihin verrattuna.

Toisessa vaiheessa hohlraumiksi kutsutun kultakammion sisään kohdistettaisiin voimakas laser samanlaisen lämpösäteilykentän luomiseksi, joka tuottaa samanlaista valoa (eli fotoneita) kuin tähdet.

Sitten kokeen ensimmäisen vaiheen tuottama fotonisuihku kohdistettaisiin hohlraumin sisään. Nyt kahdesta eri lähteestä tulevat fotonit törmäisivät toisiinsa ja muodostaisivat elektroneja ja positroneja.

Tutkijat keksivät keinon aineen luomiseen valosta puolisattumalta etsiessään ratkaisua ihan muihin kysymyksiin fuusioenergian tutkimuksen parissa. Käytännön kokeen he haluavat toteuttaa mahdollisimman pian.

http://www.tekniikkatalous.fi/innovaatiot/tiede/lapimurto+80+vuoden+pahkailyn+jalkeen+ndash+fyysikot+keksivat+tavan+muuttaa+valoa+aineeksi/a988668

 

Kommentit (0)

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat