بزودی لیزرها به درون خلاء نفوذ می‌کنند

بیگ بنگ: فیزیکدانان به ساختن لیزهایی نزدیک شده‌اند که به اندازۀ کافی برای بیرون کشیدن ماده از خلاء قدرتمند است. گروهی از دانشمندان چینی، امسال آمادۀ ساختن لیزرِ ۱۰۰ پتاواتی در شانگهای هستند که ایستگاه اکستریم لایت(SEL) نام دارد.

به گزارش بیگ بنگ، این باعث می‌شود آنها در خط مقدم میدان وسیعی از دانشمندان سراسر جهان قرار گیرند که در حال تلاش برای تحقق پیش‌بینی‌ای هستند که در سال ۲۰۱۰ توسط گروهی از فیزیکدانان آمریکایی و فرانسوی در مجله Physical Review Letters منتشر شده است؛ این پیش‌بینی می‌گوید لیزری که به اندازۀ کافی قدرتمند باشد، می‌تواند موجب شود الکترون‌ها از درون خلاء بیرون آیند.

ممکن است عجیب باشد که تصور کنیم، الکترون‌ها می‌توانند از فضای خالی بیرون آیند. اما با توجه به ادعای عجیب و غریب الکترودینامیک کوانتومی، این امر معقول‌تر به نظر می‌رسد: در واقع فضای «خالی» هرگز خالی نیست، بلکه از جفت‌های متراکم ماده و پادماده تشکیل شده است. الکترودینامیک کوانتومی می‌گوید این جفت‌ها شکاف بین هرچیزی را به طور محکم پُر می‌کنند- آنها به هیچ شیوۀ قابل ملاحظه‌ای با کیهان تعامل ندارند، زیرا یکدیگر را از بین می‌برند.

بنابراین آسان‌تر است تصور کنیم که لیزر چینی به اندازۀ کافی ماده نخواهد ساخت زیرا باعث می‌شود به جهانی وارد شود که انسان‌ها می‌توانند آن را درک کنند. پالس‌های قدرتمند انرژی آن موجب می‌شود که الکترون‌ها از دوقلوهای پادمادۀ خود، پوزیترون‌ها، جدا شوند؛ طوری که محققان می‌توانند تشخیص دهند. با این حال ساختن لیزری که به اندازۀ کافی قدرتمند باشد، چالشی فنی و دشوار (و گران) است. طبق گزارش محققان این قدرت حدود صد پتاوات تقریباً ۱۰۰۰۰ بار پرانرژی‌تر از زمانی است که تمام شبکه‌های برق جهان با هم ترکیب شوند.

اما یک لیزر کوچک‌ترِ چینی( تجهیزات لیزر فوق‌العاده سریعِ فوق‌العاده قدرتمندِ شانگهای) می‌تواند تا پایان سال جاری به ۱۰ پتاوات دست یابد. (این ۱۰۰۰ برابرِ برقِ تمام شبکه‌های جهان است.) پس لیزرها چگونه می‌توانند به این سطوح عظیم قدرت دست یابند؟

همان طور که نویسندگان توضیح دادند، برق تابع دو چیز است: انرژی و زمان. اگر یک ژول انرژی در یک ثانیه آزاد شود، برابر با یک وات است. اگر یک ژول در یک ساعت آزاد شود، فقط ۰٫۲۸ میلی‌وات است. اما اگر یک ژول فقط در یک میلیونیوم ثانیه آزاد شود، آن یک میلیون وات، یا یک مگاوات است. تمام لیزرهای قدرتمند به طریقی به آزادسازی مقادیر زیادی انرژی در طول دوره‌های زمانی کوتاه، تقویت آن و خم کردنِ پرتوها متکی هستند، به طوری که تمام آن انرژی در دوره زمانیِ حتی کوتاه‌تری به هدف خود برسد. بر اساس گزارش منتشر شده این محققان می توانند تا سال ۲۰۲۳ فقط به اهدافِ سه میکرومتری (سه میلیونیومِ متر، یا به اندازۀ پهنای یک باکتریِ E. coli) با ۱۰۰ پتاوات قدرت، برسد. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجلۀ Science منتشر شده است.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: Livescience.com

(10 نفر , میانگین : 4٫90 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=73651
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1391 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.