Vova Krasen
0 
867
171
Natuurkundigen komen dicht bij het bouwen van lasers die krachtig genoeg zijn om materie uit een vacuüm te halen.
Volgens een rapport dat op 24 januari in het tijdschrift Science is gepubliceerd, maakt een team van Chinese wetenschappers zich klaar om dit jaar te beginnen met de bouw van een laser van 100 petawatt in Shanghai, bekend als het Station of Extreme Light, of SEL. Dat plaatst ze aan de voorkant van een breed veld van wetenschappers over de hele wereld die werken aan het realiseren van een voorspelling die in 2010 is gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters door een team van Amerikaanse en Franse natuurkundigen dat een voldoende krachtige laser ervoor kan zorgen dat elektronen verschijnen. van een vacuüm.
Het lijkt misschien raar om je voor te stellen dat elektronen uit de lege ruimte kunnen verschijnen. Maar het is veel logischer in het licht van een vreemde bewering van de kwantumelektrodynamica: "Lege" ruimte is helemaal niet leeg, maar bestaat eerder uit dicht opeengepakte paren materie en antimaterie. Die paren vullen de hiaten tussen alles nauw aan, stelt de kwantumelektrodynamica - ze werken gewoon niet op een merkbare manier samen met de rest van het universum, omdat ze elkaar opheffen. [De 18 grootste onopgeloste mysteries in de natuurkunde]
Het is dus gemakkelijker om te bedenken dat de Chinese laser niet zozeer materie zal creëren, maar wel de wereld kan binnendringen die mensen kunnen waarnemen. De krachtige energiepulsen zorgen ervoor dat elektronen zich scheiden van hun antimaterie-tweeling, positronen, op een manier die onderzoekers kunnen detecteren.
Het bouwen van een laser die krachtig genoeg is om dit te doen, is echter een moeilijke (en dure) technische uitdaging. Honderd petawatt, zoals de wetenschap meldde, is ongeveer 10.000 keer meer energie dan in alle elektriciteitsnetten van de wereld samen.
Een kleinere Chinese laser, de Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility, zou eind dit jaar 10 petawatt kunnen halen. (Dat is 1000 keer de kracht van alle netwerken van de wereld.) Dus hoe kunnen lasers deze enorme vermogensniveaus bereiken??
Zoals de auteurs van het rapport in het tijdschrift Science hebben uitgelegd, is macht een functie van twee dingen: energie en tijd. Geef een joule energie af in de loop van 1 seconde, en dat is 1 watt. Laat een joule los in de loop van 1 uur, en dat is slechts 0,28 milliwatt (28 honderdduizendste watt). Maar laat die joule los in slechts 1 miljoenste van een seconde, en dat is 1 miljoen watt, of 1 megawatt.
Alle lasers met superkrachten zijn op de een of andere manier afhankelijk van het vrijgeven van grote hoeveelheden energie gedurende korte perioden, het versterken en buigen van de bundels zodat al die energie in de loop van een nog kortere periode op het doel terechtkomt, de Science artikel gerapporteerd.
Tegen 2023 zou de SEL doelen van slechts 3 micrometer (3 miljoenste van een meter, of de breedte van een E coli bacterie) met 100 petawatt aan vermogen, volgens het rapport in Science.
Voor meer technische details over hoe die laser zou werken, hoe andere laserprojecten over de hele wereld zich verhouden en waarom de VS zo ver achterlopen, bekijk het volledige rapport van Science..