Tutkijat havaitsivat valon muuttuvan materiaksi ensi kertaa
|
17.12.2024
|
|
Ensimmäistä kertaa historiassa tutkijat ovat onnistuneet havainnoimaan materian syntymisen valosta, vahvistaen yhden Albert Einsteinin kuuluisan yhtälön *E=mc²* kiehtovimmista ennusteista: energia ja materia ovat toisiinsa muunnettavissa.
Tätä uraauurtavaa prosessia kutsutaan materian luomiseksi tai parinmuodostukseksi (*pair production*), jossa puhdas energia muuttuu materiaksi. Teorian esittivät ensi kertaa vuonna 1934 fyysikot Gregory Breit ja John Wheeler. He ehdottivat, että kahden suurienergisen fotonin — valon hiukkasen — tärmatessä ne voivat synnyttää elektronin ja sen antimateria-vastineen, positronin. Vaikka ilmiöllä on ollut vankka teoreettinen pohja, sen kokeellinen todistaminen on ollut vaikeaa, sillä se vaatii poikkeuksellisen suurienergisia fotoneita ja täsmällisiä olosuhteita.
Tuoreessa kokeessa tutkijat onnistuivat luomaan juuri tämän ilmiön vaatimat olosuhteet. He hyödynsivät voimakkaita lasereita ja hiukkaskiihdyttimiä, joiden avulla he saivat fotonit tärmäämään riittävällä energialla synnyttääkseen elektronipositroneja — valosta muodostui lopulta materiaa.
Kokeen onnistuminen on merkittävä virstanpylvää fyysiikassa. Se tuo uusia oivalluksia energian ja materian perustavanlaatuisesta suhteesta ja auttaa selittämään maailmankaikkeuden ilmiöitä. Esimerkiksi astrofysiikassa tämä voi tarjota vastauksia gammasäteiden käyttäytymisestä äärimmaisissä olosuhteissa, kuten mustien aukkojen ja neutronitähtien lähistössä.
Kokeen tulokset eivät ainoastaan vahvista noin 90 vuotta vanhaa teoriaa, vaan ne avaavat myös uusia mahdollisuuksia tutkia kvanttielektrodynamiikkaa, valon käyttäytymistä ja materian syntyä maailmankaikkeudessa.
Valon ja materian yhteys maailmankaikkeudessa
Valon muuttuminen materiaksi ei ole pelkästään laboratoriokoe, vaan sillä on syvällinen yhteys maailmankaikkeuden kehitykseen. Suurenergiset fotonit voivat syntyä esimerkiksi gammasäteilyä tuottavissa prosesseissa, kuten supernovaräjähdyksissä ja neutronitähtien yhteentörmäyksissä. Kun nämä fotonit kohtaavat toisensa oikeissa olosuhteissa, ne voivat muodostaa elektronipositroneja ja täten luoda uutta materiaa.
Tämän uusimman kokeen onnistuminen tarjoaa tutkijoille työkalun simuloida ja ymmärtää tällaisia äärimmaisia ilmiöitä, joita tapahtuu esimerkiksi kaukaisissa galakseissa tai maailmankaikkeuden alkuhetkillä. Havainnot myös vahvistavat teoreettisia malleja, joiden avulla voidaan tutkia energian ja materian välistä vuorovaikutusta täysin uudessa mittakaavassa.
Tutkimuksen johtajat korostivat, että tämä saavutus ei olisi ollut mahdollinen ilman uusinta teknologiaa, kuten edistyneitä hiukkaskiihdyttimiä ja läpimurtoja suurteholasereiden kehityksessä. Kokeen ansiosta ihmiskunta on askeleen lähempänä ymmärtämään universumin salaisuuksia ja sen alkuperää.
Lähde: Lähde.
|
:
">Contact Us.
|
Tagit
energian ja materian (2),
ymm rt (2),
neutronit htien (2),
kokeen onnistuminen (2),
joiden avulla (2),
ilmi it (2),
ensi kertaa (2),
energian ja (2),
materian (6),
ilmi (4),
voivat (3),
valon (3),
sen (3),
ollut (3),
materiaksi (3),
maailmankaikkeuden (3),
kuten (3),
kertaa (3),
|
|
