從理論上講，應(yīng)該有可能把光變成物質(zhì)。實(shí)際上，“說起來容易做起來難”是一種保守的說法。現(xiàn)在，在第一個(gè)理論被提出84年后，一些研究人員認(rèn)為他們將能夠做到這一點(diǎn)——他們即將開始這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
它被稱為布雷特-惠勒過程，這一切都與E=mc2有關(guān)。這一過程最早是在1934年，由兩位物理學(xué)家格雷戈里·布雷特和約翰 A . 惠勒在《物理評(píng)論》雜志上描述的。
在他們的論文中，布雷特和惠勒提出，如果兩個(gè)光子進(jìn)行對(duì)撞，就會(huì)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正電子和一個(gè)電子。你會(huì)創(chuàng)造出光的物質(zhì)。
這不是一件容易的事。事實(shí)上，布雷特和惠勒認(rèn)為這是不可能的，并指出“試圖在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中觀察這對(duì)組合是沒有希望的”。
最近的科學(xué)家們更加樂觀一些，但是實(shí)驗(yàn)的設(shè)置需要增加大量的高能粒子，而且在實(shí)驗(yàn)室中也從未觀測(cè)到過，也沒有在實(shí)驗(yàn)室中觀察到。
倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的研究人員在2014年設(shè)計(jì)了他們的實(shí)驗(yàn)，消除了對(duì)高能粒子的需求?，F(xiàn)在他們終于開始做實(shí)驗(yàn)了。
“這將是愛因斯坦著名的能量和質(zhì)量方程的展示:E=mc2，它告訴我們物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量時(shí)產(chǎn)生了多少能量，”高級(jí)研究員兼物理學(xué)教授史蒂文·羅斯解釋說。
實(shí)驗(yàn)裝置是一種新型的物理實(shí)驗(yàn)，包括兩束極高功率的激光束。一個(gè)是光子產(chǎn)生可見光能量的1000倍;另一個(gè)大約是可見光光子能量的1億倍。這些激光將被用來制造光子，這些光子將會(huì)在一起對(duì)撞。在靶室里，電子被發(fā)射到一塊黃金上，產(chǎn)生一束高能光子。
接下來，第二次高能激光被發(fā)射到一個(gè)叫做黑體輻射空腔的微型金管中，用來制造一個(gè)熱輻射場(chǎng)。
然后，光子光束通過黑體輻射空腔，來自兩個(gè)源的光子碰撞。如果它有效，團(tuán)隊(duì)將能夠從這些碰撞中檢測(cè)到帶電的正電子。
但是他們必須非常徹底地檢查數(shù)據(jù)以確保正電子不是來自其他背景過程。但是如果它能起作用，這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅僅是為了它自己的緣故——它也許能幫助我們更好地理解宇宙。
“當(dāng)格雷戈里·布雷特(Gregory Breit)和約翰·惠勒(John Wheeler)在1934年首次提出這個(gè)機(jī)制時(shí)，他們使用了當(dāng)時(shí)的新理論——光與物質(zhì)之間的相互作用，即量子電動(dòng)力學(xué)，”研究人員斯圖亞特·曼格斯(Stuart Mangles)說。
然而，自那以后，量子電動(dòng)力學(xué)的所有基本預(yù)測(cè)都被實(shí)驗(yàn)證明，“雙光子布雷-惠勒過程”從未被發(fā)現(xiàn)過。
“如果我們現(xiàn)在能證明它，我們將重新創(chuàng)造一個(gè)在宇宙的前100秒中非常重要的過程，并且在伽馬射線爆發(fā)中也能看到，這是宇宙中最大的爆炸，也是物理學(xué)中最大的未解之謎之一?！?/p>
它仍然可能不起作用——但這是科學(xué)的奇妙之處之一。有時(shí)候，它是關(guān)于把東西砸在一起，創(chuàng)造出一堆亂七八糟的東西，看看哪些沒用，下次做得更好。
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