Materi tercipta dari cahaya murni

Efek Breit-Wheeler, dipostulasikan pada awal 1934, menggambarkan konversi cahaya menjadi materi. Sebuah eksperimen kini telah membuktikan teori ini untuk pertama kalinya.

Pulau Panjang (AS). Dalam konteks teori relativitasnya sendiri, Einstein menjelaskan hukum alam kesetaraan massa-energi (E = mc²) sejak 1905. energi Dan Hal Dengan demikian mereka dapat dikonversi satu sama lain. Satu arah materi dan energi ada di mana-mana. Itu terjadi secara permanen di matahari, misalnya ketika inti atom melebur dan energi dilepaskan dalam bentuk radiasi.

Cara sebaliknya dalam urutan apa pun cahaya Para fisikawan mendalilkan Gregory Brett dan John Wheeler pada tahun 1934. Mereka mampu membuktikan dengan teori mereka bahwa ketika dua foton berenergi tinggi bertabrakan, positron dan elektron terbentuk, yaitu, materi terbentuk.

eksekusi laser

“Sudah jelas bagi Brett dan Wheeler bahwa ini hampir tidak mungkin diterapkan dalam praktik,” jelas Zhangbu Xu dari Brookhaven National Laboratory. Konversi langsung mungkin memerlukan laser yang memancarkan foton sinar gamma dalam baja yang sangat terfokus. Laser seperti itu dapat melakukannya Riset Tapi itu tidak berkembang sampai hari ini.

Sebaliknya, Breit dan Wheeler mendalilkan metode di mana ion berat yang dipercepat bertindak sebagai sumber cahaya daripada berkas foton. Karena inti atom bermuatan sangat positif menghasilkan medan elektromagnetik yang kuat di sekelilingnya pada kecepatan yang sangat tinggi, sifat fisiknya mirip dengan foton dalam kondisi tertentu.

awan partikel cahaya

Menurut teori Breit dan Wheeler, ion dikelilingi oleh awan partikel cahaya saat bergerak melalui akselerator partikel. Ketika dua dari inti ini bergerak ke arah satu sama lain dalam akselerator dan hampir bertabrakan, awan foton mereka berinteraksi. Sebagian darinya sangat dipercepat dan partikel cahaya berenergi tinggi bertabrakan. Menurut teori, pasangan elektron dan positron harus muncul dalam proses ini.

Teorinya telah diverifikasi secara eksperimental

Tim yang dipimpin oleh Zhangbu Xu dari Laboratorium Nasional Brookhaven (BNL) Teori, yang berusia hampir seratus tahun, sekarang diverifikasi secara eksperimental menggunakan detektor STAR di Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC). Menurut publikasi mereka di pesan ulasan fisik Untuk melakukan ini, mereka mencapai inti emas yang mempercepat 99,99 persen kecepatan cahaya.

Mereka mempelajari produk peluruhan keluar dari pasangan elektron dan positron yang distribusi massa, energi, dan keadaan kuantumnya sesuai dengan efek Breit-Wheeler. Secara total, fisikawan mampu menemukan 6.085 pasangan elektron-positron dengan fitur yang sesuai. Dalam percobaan tambahan, para ilmuwan juga memeriksa apakah foton yang dihasilkan selama tumbukan memiliki sifat partikel cahaya biasa. Ini juga dikonfirmasi.

Bukti untuk Efek Brett Wheeler

“Hasil kami memberikan bukti yang jelas untuk generasi satu langkah langsung pasangan materi dan antimateri dari tabrakan ringan – seperti yang dijelaskan secara teoritis oleh Breit dan Wheeler,” jelas Daniel Brandenburg. Jadi telah ditunjukkan bahwa konversi langsung cahaya menjadi materi adalah mungkin.

Surat Tinjauan Fisik, doi: 10.1103/PhysRevLett.127.052302