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 100 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 2010 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 10000 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 10 پتاوات دست یابد. (این 1000 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 0.28 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 دورة زمانیِ حتی کوتاه‌تری به هدف خود برسد. بر اساس گزارش منتشر شده این محققان می توانند تا سال 2023 فقط به اهدافِ سه میکرومتری (سه میلیونیومِ متر، یا به اندازۀ پهنای یک باکتریِ E. coli) با 100 پتاوات قدرت، برسد. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجلۀ Science منتشر شده است.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: Livescience.com