Ki ofo na duro lati je ofo
Igbale jẹ aaye nibiti, paapaa ti o ko ba rii, pupọ yoo ṣẹlẹ. Sibẹsibẹ, lati wa ohun ti o nilo gangan agbara pupọ pe titi di aipẹ o dabi pe ko ṣee ṣe fun awọn onimo ijinlẹ sayensi lati wo inu agbaye ti awọn patikulu foju. Nigbati awọn eniyan kan ba duro ni iru ipo bẹẹ, ko ṣee ṣe fun awọn miiran lati gba wọn niyanju lati gbiyanju.
Gẹgẹbi ẹkọ kuatomu, aaye ṣofo kun fun awọn patikulu foju ti o nfa laarin jijẹ ati kii ṣe jijẹ. Wọn tun jẹ airotẹlẹ patapata - ayafi ti a ba ni nkan ti o lagbara lati wa wọn.
“Nigbagbogbo, nigba ti eniyan ba sọrọ nipa igbale, wọn tumọ si nkan ti o ṣofo patapata,” onimọ-jinlẹ nipa imọ-jinlẹ Mattias Marklund ti Ile-ẹkọ giga ti Imọ-ẹrọ ti Chalmers ni Gothenburg, Sweden, sọ ninu atejade January ti NewScientist.
O wa ni jade wipe lesa le fi hàn pé o ni ko wipe sofo ni gbogbo.
Electron ni a iṣiro ori
Awọn patikulu foju jẹ imọran mathematiki ni awọn imọ-jinlẹ aaye kuatomu. Wọn jẹ awọn patikulu ti ara ti o ṣafihan wiwa wọn nipasẹ awọn ibaraenisepo, ṣugbọn rú ilana ti ikarahun ti ibi-pupọ.
Awọn patikulu foju han ninu awọn iṣẹ ti Richard Feynman. Gẹgẹbi ẹkọ rẹ, patiku ti ara kọọkan jẹ ni otitọ apejọpọ ti awọn patikulu foju. Ohun itanna ti ara jẹ gangan elekitironi foju ti njade awọn photon foju, eyiti o bajẹ sinu awọn orisii elekitironi-positron foju, eyiti o ni ibatan pẹlu awọn photon foju – ati bẹbẹ lọ lainidi. Electron “ti ara” jẹ ilana ibaraenisepo ti nlọ lọwọ laarin awọn elekitironi foju, awọn positrons, awọn fọto, ati boya awọn patikulu miiran. “Otitọ” ti elekitironi jẹ imọran iṣiro. Ko ṣee ṣe lati sọ apakan ti eto yii jẹ gidi gaan. O ti wa ni nikan mọ pe awọn apao ti awọn idiyele ti gbogbo awọn wọnyi patikulu Abajade ni idiyele ti awọn elekitironi (ie, lati fi si ṣoki, nibẹ gbọdọ jẹ ọkan diẹ foju elekitironi ju nibẹ ni o wa foju positrons) ati pe awọn apao ti awọn ọpọ eniyan. gbogbo awọn patikulu ṣẹda ibi-ti elekitironi.
Electron-positron orisii ti wa ni akoso ninu awọn igbale. Eyikeyi patiku ti o ni agbara daadaa, fun apẹẹrẹ proton kan, yoo fa awọn elekitironi foju wọnyi ati awọn positrons pada (pẹlu iranlọwọ ti awọn photon foju). Iṣẹlẹ yi ni a npe ni igbale polarization. Awọn orisii elekitironi-positron yiyi nipasẹ proton kan
wọn ṣe awọn dipoles kekere ti o yi aaye ti proton pada pẹlu aaye itanna wọn. Idiyele ina ti proton ti a wọn kii ṣe ti proton funrararẹ, ṣugbọn ti gbogbo eto, pẹlu awọn orisii foju.
A lesa sinu kan igbale
Idi ti a gbagbọ pe awọn patikulu foju wa pada si awọn ipilẹ ti quantum electrodynamics (QED), ẹka kan ti fisiksi ti o gbiyanju lati ṣalaye ibaraenisepo ti photons pẹlu awọn elekitironi. Niwọn igba ti ẹkọ yii ti ni idagbasoke ni awọn ọdun 30, awọn onimọ-jinlẹ ti n iyalẹnu bawo ni a ṣe le koju iṣoro ti awọn patikulu ti o ṣe pataki ni mathematiki ṣugbọn a ko le rii, gbọ tabi rilara.
QED fihan pe ni imọ-jinlẹ, ti a ba ṣẹda aaye ina to lagbara to, lẹhinna awọn elekitironi ti o tẹle foju foju (tabi ṣiṣe apejọ iṣiro iṣiro kan ti a pe ni elekitironi) yoo ṣafihan wiwa wọn ati pe yoo ṣee ṣe lati rii wọn. Agbara ti o nilo fun eyi gbọdọ de ati kọja opin ti a mọ si opin Schwinger, kọja eyiti, bi o ti ṣe afihan ni apẹẹrẹ, igbale padanu awọn ohun-ini Ayebaye ati dawọ lati jẹ “ofo”. Kini idi ti ko rọrun bẹ? Ni ibamu si awọn awqn, awọn ti a beere iye ti agbara gbọdọ jẹ bi awọn lapapọ agbara ti a ṣe nipasẹ gbogbo awọn agbara eweko ni agbaye - miiran bilionu igba.
Ohun naa dabi pe o kọja arọwọto wa. Bi o ti wa ni jade, sibẹsibẹ, ko dandan ti o ba ti ọkan lo awọn lesa ilana ti ultra-kukuru, ga-kikankikan opitika pulses, ni idagbasoke ninu awọn 80 nipa odun to koja ti o gba Nobel Prize, Gérard Mourou ati Donna Strickland. Mourou tikararẹ sọ ni gbangba pe giga-, tera-, ati paapaa awọn agbara petawatt ti o waye ninu awọn supershots laser wọnyi ṣẹda aye lati fọ igbale naa. Awọn imọran rẹ ti wa ninu iṣẹ Imọlẹ Imọlẹ Imọlẹ (ELI), ti o ni atilẹyin nipasẹ awọn owo Europe ati idagbasoke ni Romania. Awọn lasers 10-petawatt meji wa nitosi Bucharest ti awọn onimo ijinlẹ sayensi fẹ lati lo lati bori opin Schwinger.
Sibẹsibẹ, paapaa ti a ba ṣakoso lati fọ awọn idiwọn agbara, abajade - ati ohun ti yoo han nikẹhin si awọn oju ti awọn onimọ-jinlẹ - jẹ aidaniloju gaan. Ninu ọran ti awọn patikulu foju, ilana iwadii bẹrẹ lati kuna, ati pe awọn iṣiro ko ni oye mọ. Iṣiro ti o rọrun tun fihan pe awọn lasers ELI meji ṣe ina agbara kekere ju. Paapaa awọn edidi apapọ mẹrin tun jẹ awọn akoko 10 kere ju iwulo lọ. Bibẹẹkọ, awọn onimo ijinlẹ sayensi ko ni irẹwẹsi nipasẹ eyi, nitori wọn ro pe iwọn idan yii kii ṣe opin opin-pipa, ṣugbọn agbegbe mimu ti iyipada. Nitorinaa wọn nireti fun diẹ ninu awọn ipa foju paapaa pẹlu awọn iwọn agbara kekere.
Awọn oniwadi ni awọn imọran oriṣiriṣi fun okunkun awọn ina lesa. Ọkan ninu wọn ni imọran nla ti o tayọ ti afihan ati imudara awọn digi ti o rin irin-ajo ni iyara ina. Awọn imọran miiran pẹlu imudara awọn ina nipasẹ ikọlu awọn opo photon pẹlu awọn ina elekitironi, tabi ikọlu awọn ina ina lesa, eyiti awọn onimo ijinlẹ sayensi ni Ibusọ Imọlẹ Kannada ti Ile-iṣẹ iwadii Imọlẹ ni Ilu Shanghai ti sọ pe o fẹ lati ṣe. Ija nla ti awọn photon tabi awọn elekitironi jẹ imọran tuntun ati iwunilori ti o tọsi akiyesi.
