Tyhjyys


Jaa tämä artikkeli kavereillesi:

Laserin voimakkuus tekee tyhjiön materiaalin esittäjä (t): Michel Alberganti

Avainsanat: energia, tyhjiö, aine, luominen, partikkelit, antimateria

Yhtälön E = mc 2 elämäkerta ei ole täydellinen. Laremarquable kuva annettu dokumentti fiktio lähettämät Arte sunnuntaina, Lokakuu 16 (elämäkerta yhtälön E = mc2, Gary Johnstone) saattaa pian kokea jännittävä uusi luku. Applied Optics Laboratory (kokonaispituus), yhteinen National School kehittyneitä tekniikoita (Ensta) École Polytechnique ja CNRS, Palaiseau (Essonne), Gérard Mourou lähestyy, kun hän tuo esiin asia tyhjyydestä ...

"Void on kaiken aineen äiti", hän sanoo tietyllä ilolla. Täydellisessä tilassa "se sisältää jättimäisen määrän hiukkasia senttiä cm3 ... ja yhtä monta antipartikkelia". Niinpä nolla summa, joka johtaa tähän ilmeiseen puuttumiseen aineesta, jota nimitämme tyhjyydeksi. Mikä haaste sanakirjan määritelmää varten, joka on 1400-luvulta lähtien jälkimmäinen "tilaa, jota asia ei ole". Se oli laskea ilman antimateriaalia ja ilman kuuluisa kaava E = mc², jonka Albert Einstein päätteli erityisestä suhteellisuudesta sata vuotta sitten, 1905: ssä.

Miksi kääntää tämä kaava tuottamalla aineesta tyhjyyttä? Gérard Mouroulle sovellukset alkavat uuden relativistisen mikroelektroniikan luomisesta Big Bangin tutkimukseen ja mahdollisuuden simuloida mustia reikiä. Mitä hän kutsuu "äärimmäinen kevyt" auttaa kehittämään protoni terapiassa, pystyvät hyökkäämään kasvaimiin vahingoittamatta ympärillä soluja, "ydin farmakologian" ja kyky hallita radioaktiivisuus materiaalista napilla. Puhumattakaan äärimmäisen kompaktien kiihdyttimien tuotannosta, jotka voivat kilpailla CERN Geneven jättimäisten tilojen kanssa. Valonohjaus on kaukana siitä, kun se on saavuttanut rajansa. LOA toimii laserilla, joka on eräs upeimmista saavutuksista, jotka ansaitsevat Albert d'Einsteinin Nobel-palkinnon 1921: ssä.

Gérard Mourouilla oli merkittävä rooli tämän koherentin valonsäteen tehon kasvattamisessa ensimmäistä kertaa 1960: ssä. 1985: ssa hän kehitti menetelmän, jota kutsutaan kiristyneeksi pulssivahvistukseksi (CPA) (8: n kesäkuu 1990). "Yöllä teimme lähteen, joka seisoi pöydällä ja jonka voimakkuus vastasi jalkapallokentän kokoa", kertoo Gerard Mourou.

Surf aalto

Fyysikot stumbled viimeisten kahdenkymmenen vuoden esiintyminen epälineaarisia ilmiöitä intensiteettien noin 1014 W / cm2 (W / cm2), jotka hajottavat aalto ja tuhoutumisen kiinteitä aineita, jotka ovat syntyneet laserit. Gérard Mourou käytti lähteitä, jotka tuottavat hyvin lyhyitä pulsseja (picosekundi, 10-12 sekunti), joista yksi ominaisuuksista oli monien taajuuksien laajuus. "Ongelman ratkaisemiseksi, ennen monistamaan pulssi, me venytetään tilaamalla fotonit" tutkija selittää CPA, käyttää analogiaa ryhmä pyöräilijöiden kohtaavat tunneli. Jotta vältyttäisiin tukkeutumiselta etupyörän aikana, on tarpeen hidastaa joitain ratsastajia ennen esteitä.

Gérard Mourou etenee samalla taajuuksilla. Sen jälkeen, kun ne on erotettu toisistaan, se asettaa eri väylät kullekin värille diffraktiohöylällä. Kunkin taajuuden vahvistuksen jälkeen on "tarpeeksi" suorittamaan käänteisoperaatio, jotta saadaan pulssiprofiilin identtinen mutta paljon voimakkaampi. CPA-intensiteetin intensiteetti on noussut jälleen tavoittamaan ... 1022 W / cm2 tänään, 1024 W / cm2 2006: ssä.



"Joten tietyn intensiteetin arvoon sairastavan aallon magneettikomponentti on edelleen vähäpätöinen verrattuna sen sähkökomponenttiin, kertoo Gérard Mourou. Mutta 1018 W / cm2: stä se painaa elektronia. Jälkimmäinen, siihen saakka yksinkertainen "turpoaminen", pyyhkii yhtäkkiä kiihkeä aalto, joka ajaa hänet saavuttamaan oman nopeutensa, eli valon. Sitten pääsemme relativistiseen epälineaariseen optiikkaan. Ripatut elektronit kääntävät atominsa ioneiksi, jotka "pyrkivät säilyttämään elektronit, mikä luo jatkuvan sähkökentän eli sähköstaattisen, huomattavan voimakkaan." Tämä muuttaa tulevan valaisen aallon vuorottelevan sähkökentän jatkuvaksi sähkökentältä.

Tämä "ylimääräinen" ilmiö tuottaa 2 teravolts -mittarin titaaninen kentän metriä kohden (1012 V / m). "CERN metrin ...", tiivistää Gérard Mourou. At 1023 W / cm2, sähköstaattinen kenttä saavuttaa 0,6 petavolt per metri (1015 V / m) ...
Vertailun vuoksi Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) kiihdyttää hiukkasia jopa 50 gigaelectronvolteihin (GeV) 3 km: ssä. "Teoriassa voimme tehdä samoin hiukan halkaisijaltaan suuremmasta järjestyksestä", tutkija sanoo. Hänen aikanaan Enrico Fermi (1901-1954) uskoi, että saavuttaakseen petavoltin kaasupolkimen pitäisi mennä ympäri maata.

"Valon heittämät elektronit päätyvät vetämään ioneja takanaan", Mourou jatkaa. Tästä lähtien veneellä on ankkuri. Alkuvalo synnytti elektronien ja ionien säteen. LOA on onnistunut kiihdyttämään elektroneja 150-megaelektronvolteja (MeV) energiaa varten muutamien kymmenien mikronien etäisyyksien yli. Hän aikoo painaa ensin GeV: lle ja paljon myöhemmin.

Mini Big Bang

Samanaikaisesti tämän kehityksen, joka voisi lopulta kilpailemaan suurten hiukkaskiihdyttimillä, Gérard Mourou sanoi olevansa hyvin lähellä, aina kiitos valtavan valonvoimakkuudet saatu "halkeilua tyhjiö", eli kunnes " jotain ", missä ei ollut mitään ulkonäöltään.

Todellisuudessa se ei ole maaginen toiminta, vaan "yksinkertaisesti", paljastamaan mitä oli näkymätön. Teoreettinen tavoite on intensiteetti 1030 W / cm2. Tämän arvon saavuttamiseksi fyysikot pitävät tyhjiä dielektrisenä, toisin sanoen eristeinä. Samalla tavalla, että liian voimakas "snaps" kondensaattori, on mahdollista "slam tyhjiö".

Mutta mitä tapahtuu sitten? Mitä outoja hiukkasia tulee tyhjyydestä? Tässä taas mysteeri on ohut. Se on elektron-positroni-pari. Partikkeli ja sen antipartikkeli, jotka ovat kevyimmät ja siksi ne, jotka Einsteinin kaavan mukaan vaativat vähiten energiaa. Ja tämä vähimmäismäärä tunnetaan myös täysin: 1,022 MeV.

Siten kaikki näyttää olevan valmiina materiaaliin, jotta se näyttäisi ensimmäisenä laboratoriossa tyhjältä. Tämä mini-Big Bang voisi jopa tapahtua ennen 1030 W / cm2. Mr. Mourou uskoo, että käyttämällä x-säteitä tai gamma-arvoja, olisi mahdollista pienentää tätä kynnystä 1023: n ympärillä 1024 W / cm2. Tämä on LOA: n tarkoitus lähivuosina

Artikkeli julkaistiin 19.10.05 du Monde -lehdessä


Facebook-kommentit

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *