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科技日?qǐng)?bào)訊 （記者常麗君）科學(xué)家布雷特和惠勒1934年提出,，如果讓兩個(gè)光子通過撞擊結(jié)合在一起,，有可能變成物質(zhì)，形成電子和正電子――這是最簡(jiǎn)單的“光變物質(zhì)”方法。但他們也認(rèn)為這只是理論,，從未想過有人能實(shí)際證明這一預(yù)測(cè),。目前能把光變成物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)都伴有大量高能粒子,，純光變物質(zhì)的布雷特-惠勒正負(fù)電子對(duì)從未在實(shí)驗(yàn)室里被觀察到過,。 最近，英國(guó)倫敦帝國(guó)學(xué)院與德國(guó)馬克思?普朗克研究所物理學(xué)家合作提出了證實(shí)這一理論的一個(gè)非常簡(jiǎn)單方法,，并模擬成功,。相關(guān)論文發(fā)表在最近出版的《自然?光子學(xué)》上。 倫敦帝國(guó)學(xué)院物理系教授史蒂夫?羅斯說：“布雷特和惠勒首次提出這一理論時(shí),，雖然所有物理學(xué)家都相信它是真的,，但從未在實(shí)驗(yàn)室里被證明。在80年后的今天,，我們確實(shí)找到了利用現(xiàn)有技術(shù)即可驗(yàn)證這一理論的簡(jiǎn)單方法?，F(xiàn)在我們把這個(gè)方法公布出來，大家就能用我們的方法去實(shí)踐這一里程碑式的實(shí)驗(yàn),?！?/FONT> 物理學(xué)家組織網(wǎng)5月19日（北京時(shí)間）的報(bào)道稱，研究小組提出對(duì)撞實(shí)驗(yàn)涉及兩個(gè)關(guān)鍵步驟：第一步,，先用極強(qiáng)激光把電子加速到接近光速,，然后把這些電子發(fā)射到一塊金板上，生成一束高能光子,，這些光子的能量是可見光的10億倍,；下一步，用一個(gè)很小的金空腔作黑體輻射,，他們向金空腔內(nèi)表面發(fā)射高能激光,，產(chǎn)生熱輻射場(chǎng)，從而產(chǎn)生類似于恒星發(fā)出的光。然后,，他們讓第一步實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的高能光子直接進(jìn)入空腔中心,，讓這不同來源的兩束光子撞在一起，形成電子和正電子,。在電子和正電子離開空腔時(shí),，就可能檢測(cè)到它們。根據(jù)蒙特卡洛模擬顯示,，該系統(tǒng)一次發(fā)射能產(chǎn)生大約10萬個(gè)布雷特-惠勒對(duì),。 首席研究員、等離子物理學(xué)在讀博士奧利弗?派克說：“雖然這一理論聽起來簡(jiǎn)單,，要想實(shí)驗(yàn)證明卻非常困難,。我們能很快想出對(duì)撞的方法，但還要提出能用現(xiàn)有技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),。我們發(fā)現(xiàn)黑體輻射空腔不僅能研究聚變能量,，還為創(chuàng)造光子對(duì)撞機(jī)提供了完美條件,?！?/FONT> 研究人員還指出，這一成果不僅第一次實(shí)驗(yàn)證明了布雷特和惠勒的理論,，而且這種“光子―光子對(duì)撞機(jī)”能利用現(xiàn)有技術(shù)把光直接變成物質(zhì),，代表了新型高能物理實(shí)驗(yàn)的進(jìn)步，這種實(shí)驗(yàn)?zāi)茉佻F(xiàn)宇宙形成的最初100秒內(nèi)的重要過程,，表現(xiàn)伽馬射線爆發(fā),，這也是宇宙中最大的爆發(fā)和物理學(xué)中最大的未解之謎。 總編輯圈點(diǎn) 一個(gè)電子湊近一個(gè)正電子,，它倆會(huì)同歸于盡,，一瞬間放出強(qiáng)光。能不能反其道而行之,，讓強(qiáng)能量的光聚攏到一點(diǎn),，憑空制造出一正一反兩個(gè)電子呢？道理上說得通,，實(shí)現(xiàn)起來可太難了,。炸藥變成熱氣和煙塵是很自然的，但擠壓熱氣和煙塵去制造炸藥……簡(jiǎn)直無法想象,。歐洲科學(xué)家此次的貢獻(xiàn),，是設(shè)計(jì)了一種集中光子能量的器皿方案。這種新器皿,，與一圈圈加速粒子的對(duì)撞機(jī)不是一回事,。它更像是蛐蛐罐，或者斗牛場(chǎng)，讓鉚足了勁的一束光子沖進(jìn)去挑戰(zhàn)地頭蛇,，并且撞出火花,。如果哪個(gè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了這個(gè)方案，一定能開辟高能物理的新天地――它至少比對(duì)撞機(jī)省電多了,。
轉(zhuǎn)自中國(guó)科普網(wǎng)-科普新聞
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