Fizicienii se apropie de construirea de lasere suficient de puternice pentru a scoate materia dintr-un vid.
Potrivit unui raport publicat pe 24 ianuarie în revista Science, o echipă de oameni de știință chinezi se pregătește să înceapă construcția în acest an cu un laser de 100 de petawatt din Shanghai, cunoscut sub numele de Station of Extreme Light, sau SEL. Asta îi pune în fața unui domeniu larg de oameni de știință din întreaga lume care lucrează pentru a realiza o predicție publicată în revista Physical Review Letters, în 2010, de o echipă de fizicieni americani și francezi, potrivit căreia un laser suficient de puternic ar putea determina apariția electronilor a unui vid.
S-ar putea părea ciudat să ne imaginăm că electronii ar putea apărea din spațiul gol. Dar are mult mai mult sens, având în vedere o afirmație ciudată de electrodinamică cuantică: spațiul „gol” nu este deloc gol, ci este format din perechi de materie și antimaterie dens ambalate. Aceste perechi completează strâns golurile dintre toate, afirmă electrodinamica cuantică - ele nu interacționează în niciun fel în mod vizibil cu restul universului, deoarece se anulează reciproc.
Așadar, este mai ușor să considerăm că laserul chinez nu va crea atât de mult materie, încât poate să intre pe lumea pe care oamenii o pot percepe. Pulsele sale puternice de energie vor determina electronii să se separe de gemenii lor antimateri, pozitroni, în modalitățile în care cercetătorii pot detecta.
Construirea unui laser suficient de puternic pentru a face acest lucru, însă, este o provocare tehnică dificilă (și costisitoare). După cum a raportat Știința, o sută de petawati este de aproximativ 10.000 de ori mai multă energie decât există în toate rețelele electrice din lume combinate.
Un laser chinezesc mai mic, Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility, ar putea atinge 10 petawatt la sfârșitul acestui an. (Aceasta este de 1.000 de ori mai mare decât puterea tuturor rețelelor lumii.) Deci, cum pot laserele să atingă aceste niveluri enorme de putere?
După cum au explicat autorii raportului din revista Science, puterea este o funcție a două lucruri: energia și timpul. Eliberați o gamă de energie pe parcursul a 1 secundă și asta este 1 watt. Eliberați o gamă pe parcursul a 1 oră și asta este doar 0,28 milliwatt (28 sute de mii de watt). Dar eliberați acea joule în doar 1 milionime de secundă și asta este de 1 milion de wați sau 1 megavat.
Toate laserele cu putere superioară se bazează într-un fel sau altul pe eliberarea unor cantități mari de energie pe perioade scurte de timp, amplificarea acesteia și îndoirea fasciculelor astfel încât toată acea energie să ajungă la ținta sa pe parcursul unei perioade și mai scurte de timp, Science articol raportat.
Până în 2023, SEL ar putea atinge doar 3 micrometri (3 milioane de metri, sau lățimea unui E coli bacterie), cu 100 de petawati de putere, conform raportului din Science.
Pentru mai multe detalii tehnice despre cum ar funcționa acel laser, cum se compară alte proiecte laser din întreaga lume și de ce Statele Unite rămân atât de în urmă, consultați raportul complet al Science.
