"Imperial College London"da çalışan fiziklər, 80 il əvvəl edilə biləcəyi qeyd edildikdə çoxları tərəfindən rədd edilən bir hadisəni reallaşdırmanın yolunu tapmış ola bilər: işıqdan maddə əldə etmək! Fiziklər 1934-cü ildə Breit və Wheeler tərəfindən ilk dəfə irəli sürülən nəzəriyyənin isbat edilə biləcəyini ortaya qoydular.
Breit və Wheeler, yalnız 2 işıq hissəciyini (fotonu) toqquşduraraq bir elektron və pozitron yaradıla biləcəyini irəli sürmüşdülər. Bu, işığı maddəyə çevirmənin təxmin edilə biləcək ən asan yoludur. Hesablamaları nəzəri olaraq güclü görünürdü; ancaq Breit və Wheeler bu təxminlərinin təcrübi olaraq göstərilə biləcəyini düşünmürdülər. Bu laboratoriyalarda heç vaxt müşahidə edilmədi və əvvəlki təcrübələrdə, böyük kütləli yüksək enerjili hissəciklərin təcrübəyə əlavə olunmasına ehtiyac duyulmuşdu.
Nature Photonics jurnalında dərc olunan bir məqalə, tarixdə ilk dəfə Breit və Wheeler tərəfindən irəli sürülən nəzəriyyənin praktikada isbat edilə biləcəyini göstərir. "Foton-foton çarpışdırıcı", mövcud texnologiyamızı istifadə edərək işığı maddəyə çevirə biləcək. Bu təcrübə, kainatın yaranmasının ilk 100 saniyəsi içərisində baş verən prosesləri yenidən yaratmamızı təmin edəcək. Bu çevrilmə həmçinin qamma şüası partlamalarında da müşahidə edilir. Qeyd edilən partlamalar, kainatda bilinən ən güclü partlamalardır və elm adamları tərəfindən həllini gözləyən bir sirrdir.
Alimlər nüvə enerjisindəki maraqsız problemləri bir müddətdir araşdırmaqda idilər. Ancaq yaxın keçmişdə, çalışdıqları mövzuların Breit-Wheeler Nəzəriyyəsinə tətbiq oluna biləcəyini fərq etdilər. Bu kəşf, Maks Plank Nüvə Fizikası İnstitutundakı nəzəri fiziklərin Imperial College London araşdırmaçılarıyla əməkdaşlığı sayəsində edildi.
Elm adamlarının irəli sürdüyü toqquşma testi iki mərhələdən ibarətdir. İlk öncə araşdırmaçılar həddən artıq güclü və yüksək şiddətli lazer istifadə edərək elektronları işıq sürətinə yaxın bir sürətə çatdıracaqlar. Sonra elektronları qızıl lövhəyə doğru istiqamətləndirəcəklər. Bu sayədə, görə bildiyimiz işıqla müqayisədə milyardlarla qat daha enerjili foton şüaları yaranacaq. Təcrübənin sonrakı mərhələsi isə hohlraum (Alman dilində "boş otaq" deməkdir) deyilən çox kiçik bir qızıl qutu ilə əlaqədardır. Alimlər bu yüksək enerjili lazeri qutunun iç səthinə doğru istiqamətləndirəcək və eynilə ulduzlarda yaranana bənzər bir işıq meydana gətirəcəklər. Sonra isə ilk mərhələdəki foton şüasını bu qızıl qutunun mərkəzindən keçəcək şəkildə istiqamətləndirəcəklər. Beləcə bu iki qaynaqdan gələn fotonlar toqquşacaq, nəticədə elektron və pozitronlar yaranacaqdır. Bunlar da qutunu tərk edərkən təsbit ediləcəklər. Plazma fizikası sahəsində çalışan baş araşdırmaçı Oliver Pike belə deyir:
"Hər nə qədər nəzəriyyə konsept olaraq sadə olsa da, bunu təcrübi olaraq göstərmək çox çətindir. Bu çarpışdırıcı üçün lazım olan fikirləri asanlıqla inkişaf etdirdik. İrəli sürdüyümüz təcrübi dizayn mövcud texnologiya ilə qismən sadə bir şəkildə qurula bilər. Hohlraumların nüvə araşdırmalarındakı ənənəvi istifadələrinin xaricində necə istifadə edilə biləcəkləri üzərində düşünməklə, bir foton çarpışdırıcı üçün lazım olan şərtləri möcüzəvi şəkildə təmin etdiklərini təsbit etdik. Bu təcrübəni reallaşdırma və tamamlama yarışı başladı!"
Breit və Wheeler, yalnız 2 işıq hissəciyini (fotonu) toqquşduraraq bir elektron və pozitron yaradıla biləcəyini irəli sürmüşdülər. Bu, işığı maddəyə çevirmənin təxmin edilə biləcək ən asan yoludur. Hesablamaları nəzəri olaraq güclü görünürdü; ancaq Breit və Wheeler bu təxminlərinin təcrübi olaraq göstərilə biləcəyini düşünmürdülər. Bu laboratoriyalarda heç vaxt müşahidə edilmədi və əvvəlki təcrübələrdə, böyük kütləli yüksək enerjili hissəciklərin təcrübəyə əlavə olunmasına ehtiyac duyulmuşdu.
Nature Photonics jurnalında dərc olunan bir məqalə, tarixdə ilk dəfə Breit və Wheeler tərəfindən irəli sürülən nəzəriyyənin praktikada isbat edilə biləcəyini göstərir. "Foton-foton çarpışdırıcı", mövcud texnologiyamızı istifadə edərək işığı maddəyə çevirə biləcək. Bu təcrübə, kainatın yaranmasının ilk 100 saniyəsi içərisində baş verən prosesləri yenidən yaratmamızı təmin edəcək. Bu çevrilmə həmçinin qamma şüası partlamalarında da müşahidə edilir. Qeyd edilən partlamalar, kainatda bilinən ən güclü partlamalardır və elm adamları tərəfindən həllini gözləyən bir sirrdir.
Alimlər nüvə enerjisindəki maraqsız problemləri bir müddətdir araşdırmaqda idilər. Ancaq yaxın keçmişdə, çalışdıqları mövzuların Breit-Wheeler Nəzəriyyəsinə tətbiq oluna biləcəyini fərq etdilər. Bu kəşf, Maks Plank Nüvə Fizikası İnstitutundakı nəzəri fiziklərin Imperial College London araşdırmaçılarıyla əməkdaşlığı sayəsində edildi.
Elm adamlarının irəli sürdüyü toqquşma testi iki mərhələdən ibarətdir. İlk öncə araşdırmaçılar həddən artıq güclü və yüksək şiddətli lazer istifadə edərək elektronları işıq sürətinə yaxın bir sürətə çatdıracaqlar. Sonra elektronları qızıl lövhəyə doğru istiqamətləndirəcəklər. Bu sayədə, görə bildiyimiz işıqla müqayisədə milyardlarla qat daha enerjili foton şüaları yaranacaq. Təcrübənin sonrakı mərhələsi isə hohlraum (Alman dilində "boş otaq" deməkdir) deyilən çox kiçik bir qızıl qutu ilə əlaqədardır. Alimlər bu yüksək enerjili lazeri qutunun iç səthinə doğru istiqamətləndirəcək və eynilə ulduzlarda yaranana bənzər bir işıq meydana gətirəcəklər. Sonra isə ilk mərhələdəki foton şüasını bu qızıl qutunun mərkəzindən keçəcək şəkildə istiqamətləndirəcəklər. Beləcə bu iki qaynaqdan gələn fotonlar toqquşacaq, nəticədə elektron və pozitronlar yaranacaqdır. Bunlar da qutunu tərk edərkən təsbit ediləcəklər. Plazma fizikası sahəsində çalışan baş araşdırmaçı Oliver Pike belə deyir:
"Hər nə qədər nəzəriyyə konsept olaraq sadə olsa da, bunu təcrübi olaraq göstərmək çox çətindir. Bu çarpışdırıcı üçün lazım olan fikirləri asanlıqla inkişaf etdirdik. İrəli sürdüyümüz təcrübi dizayn mövcud texnologiya ilə qismən sadə bir şəkildə qurula bilər. Hohlraumların nüvə araşdırmalarındakı ənənəvi istifadələrinin xaricində necə istifadə edilə biləcəkləri üzərində düşünməklə, bir foton çarpışdırıcı üçün lazım olan şərtləri möcüzəvi şəkildə təmin etdiklərini təsbit etdik. Bu təcrübəni reallaşdırma və tamamlama yarışı başladı!"