Ученые выяснили, что с помощью ультрамощного луча лазера и
ускорителя частиц длиной в 3.2 км, можно будет создать что-то из
ничего. Это открытие сделали в Мичиганском университете.
Ученые
и инженеры разработали новые уравнения, которые показывают, что
высокоэнергетические лучи электроны в комбинации с интенсивным лазерным
импульсом, могут разделить вакуум на его фундаментальные компоненты -
материю и антиматерию и запустить серию событий, которые сгенерируют
дополнительные пары частиц и античастиц.
"Теперь
мы можем подсчитать как можно создать несколько сотен частиц из одного
электрона. Мы считаем, что именно это происходит вблизи пульсаров и
нейтронных звезд", - сказал Игорь Соколов, который проводил это
исследование в сотрудничестве с Джоном Ниис, почетным профессор
электротехники Герардом Муро и их коллегами из Франции.
В
основе теории лежит идея о том, что вакуум в действительности не
является «ничем». «Как в свое время было теоретически предложено Полом
Дираком (Paul Dirac), вакуум – это комбинация материи и антиматерии,
частиц и античастиц. Их плотность огромна, но мы не в состоянии их
наблюдать потому, что они мгновенно и полностью аннигилируют друг друга,
- говорит Соколов, - в нормальных условиях материя и антиматерия
разрушают друг друга при соприкосновении».
«Однако
в сильном электромагнитном поле, аннигиляция, являющаяся стандартным
механизмом, может быть также источником новых частиц», - говорит Джон
Ниис (John Nees), коллега Соколова. «В процессе аннигиляции появляются
гамма-фотоны, которые, в свою очередь, способны генерировать
дополнительные электроны и позитроны». Гамма-фотоны представляют собой
высокоэнергетические частицы света. Позитрон же – это, по сути,
антиэлектрон, зеркальная его копия с теми же свойствами, но
противоположного, положительного заряда.
Эксперимент,
проведенный в конце 90-х прошлого века, подтвердил возможность
образования из вакуума гамма-фотонов и редких электрон-позитронных пар.
Сегодняшние теоретические изыскания поднимают эту работу на новый,
качественный уровень и показывают модельную возможность того, что
сильное лазерное излучение может обеспечить создание большего количества
частиц, чем было синтезировано в экспериментальных условиях с
применением ускорителя частиц. «Если электрон способен стать тремя
частицами в короткий промежуток времени – это означает, что теперь это
не электрон», - говорит Соколов. «Теория электрона основана на том
факте, что он остается электроном всегда, при любых условиях. Однако
наши расчеты показывают, что каждая заряженная частица является
комбинацией трех частиц плюс некоторое количество фотонов».
Исследователи
разработали уникальное оборудование, чтобы воплотить теоретические
уравнения в практику и в ближайшем будущем на микроскопическом уровне
оценить потенциал проведенных научных изысканий. «Основной вопрос
состоит в том, что же такое вакуум, и что есть «ничто». Этот вопрос
лежит за гранью научного понимания», - говорит Соколов. «Осознание этого
представляет собой фундамент, причем не только теоретической физики, но
и нашего философского восприятия всего сущего – нашей реальности,
жизни, даже религиозного вопроса происхождения Мира из «ничего».
