Aron ang kahaw-ang mohunong sa pagkahaw-ang

Ang vacuum usa ka lugar diin, bisan kung dili nimo kini makita, daghang mahitabo. Bisan pa, aron mahibal-an kung unsa gyud ang nanginahanglan daghang kusog nga hangtod karon daw imposible alang sa mga siyentipiko nga tan-awon ang kalibutan sa mga virtual nga partikulo. Kung ang pipila ka mga tawo mohunong sa ingon nga sitwasyon, imposible alang sa uban nga dasigon sila sa pagsulay.

Sumala sa quantum theory, ang walay sulod nga wanang napuno sa mga virtual nga partikulo nga nag-pulso tali sa pagka ug sa wala. Sila usab hingpit nga dili mamatikdan - gawas kon kita adunay usa ka butang nga gamhanan sa pagpangita kanila.

“Kasagaran, sa dihang ang mga tawo maghisgot bahin sa usa ka haw-ang, sila nagpasabot ug usa ka butang nga bug-os nga walay sulod,” matod sa theoretical physicist nga si Mattias Marklund sa Chalmers University of Technology sa Gothenburg, Sweden, sa Enero nga isyu sa NewScientist.

Kini nahimo nga ang laser makapakita nga kini dili kaayo walay sulod.

Electron sa usa ka statistical nga diwa

Ang mga virtual nga partikulo usa ka konsepto sa matematika sa mga teorya sa natad sa quantum. Kini mga pisikal nga partikulo nga nagpakita sa ilang presensya pinaagi sa mga interaksyon, apan naglapas sa prinsipyo sa kabhang sa masa.

Ang mga virtual nga partikulo makita sa mga buhat ni Richard Feynman. Sumala sa iyang teorya, ang matag pisikal nga partikulo sa tinuud usa ka conglomerate sa virtual nga mga partikulo. Ang usa ka pisikal nga electron sa tinuud usa ka virtual nga electron nga nagpagawas sa mga virtual nga photon, nga madunot ngadto sa virtual nga mga pares nga electron-positron, nga sa baylo nakig-uban sa mga virtual nga photon - ug uban pa nga walay katapusan. Ang "pisikal" nga electron usa ka nagpadayon nga proseso sa interaksyon tali sa mga virtual nga electron, positron, photon, ug posibleng uban pang mga partikulo. Ang "reality" sa usa ka electron kay usa ka statistical nga konsepto. Imposible nga isulti kung unsang bahin sa kini nga set ang tinuod. Nahibal-an lamang nga ang kadaghanon sa mga singil sa tanan niini nga mga partikulo nagresulta sa bayad sa electron (ie, sa yano nga pagkasulti, kinahanglan adunay usa pa nga virtual nga elektron kaysa adunay mga virtual nga positron) ug nga ang sumada sa mga masa sa ang tanan nga mga partikulo nagmugna sa masa sa electron.

Ang mga pares nga electron-positron naporma sa vacuum. Ang bisan unsang partikulo nga adunay positibo nga bayad, pananglitan usa ka proton, makadani sa kini nga mga virtual nga electron ug isalikway ang mga positron (uban ang tabang sa mga virtual nga photon). Kini nga panghitabo gitawag nga vacuum polarization. Ang mga pares nga electron-positron gipatuyok sa usa ka proton

nagporma sila og gagmay nga mga dipoles nga nagbag-o sa natad sa proton sa ilang electric field. Busa ang electric charge sa proton nga atong gisukod dili kanang sa proton mismo, kondili sa tibuok sistema, lakip ang virtual nga mga pares.

Usa ka laser ngadto sa usa ka vacuum

Ang rason nga kami nagtuo nga ang mga virtual nga partikulo naglungtad balik sa mga pundasyon sa quantum electrodynamics (QED), usa ka sanga sa pisika nga naningkamot sa pagpatin-aw sa interaksyon sa mga photon sa mga electron. Sukad nga kini nga teorya naugmad sa 30s, ang mga physicist nahibulong kung unsaon pag-atubang ang problema sa mga partikulo nga gikinahanglan sa matematika apan dili makita, madungog o mabati.

Gipakita sa QED nga sa teoretikal, kung maghimo kita usa ka igo nga kusog nga natad sa kuryente, nan ang mga virtual nga kauban nga mga electron (o paghimo sa usa ka statistical conglomerate nga gitawag og electron) magpadayag sa ilang presensya ug posible nga makit-an kini. Ang enerhiya nga gikinahanglan alang niini kinahanglan nga makaabot ug molapas sa limitasyon nga nailhan nga limitasyon sa Schwinger, nga labaw pa niini, ingon nga kini mahulagwayong gipahayag, ang vacuum mawad-an sa iyang mga klasiko nga mga kabtangan ug mohunong nga "walay sulod". Ngano nga dili kini yano? Sumala sa mga pangagpas, ang gikinahanglan nga kantidad sa enerhiya kinahanglan nga sama sa kinatibuk-ang enerhiya nga gihimo sa tanan nga mga planta sa kuryente sa kalibutan - laing bilyon ka beses.

Ang butang daw dili na nato maabot. Ingon nga kini nahimo, bisan pa, dili kinahanglan kung ang usa mogamit sa teknik sa laser sa ultra-mubo, high-intensity optical pulses, nga naugmad kaniadtong 80s sa mga mananaog sa Nobel Prize sa miaging tuig, si Gérard Mourou ug Donna Strickland. Si Mourou mismo dayag nga nag-ingon nga ang giga-, tera-, ug bisan ang mga gahum sa petawatt nga nakab-ot sa kini nga mga supershot sa laser nagmugna usa ka higayon nga mabuak ang vacuum. Ang iyang mga konsepto gilangkob sa Extreme Light Infrastructure (ELI) nga proyekto, gisuportahan sa mga pondo sa Europe ug naugmad sa Romania. Adunay duha ka 10-pewatt lasers duol sa Bucharest nga gustong gamiton sa mga siyentista aron mabuntog ang limitasyon sa Schwinger.

Bisan pa, bisan kung mahimo naton mabuak ang mga limitasyon sa enerhiya, ang sangputanan - ug kung unsa ang makita sa mga mata sa mga pisiko - nagpabilin nga dili sigurado. Sa kaso sa mga virtual nga partikulo, ang pamaagi sa panukiduki nagsugod nga mapakyas, ug ang mga kalkulasyon dili na makatarunganon. Ang usa ka yano nga kalkulasyon nagpakita usab nga ang duha ka ELI lasers makamugna og gamay ra kaayo nga enerhiya. Bisan ang upat ka hiniusa nga mga hugpong mas ubos pa sa 10 ka pilo kaysa gikinahanglan. Bisan pa, ang mga siyentista wala mawad-an sa kadasig niini, tungod kay giisip nila kini nga limitasyon sa salamangka dili usa ka hait nga usa ka limitasyon, apan usa ka hinay nga lugar sa pagbag-o. Mao nga naglaum sila alang sa pipila nga mga virtual nga epekto bisan sa gamay nga dosis sa enerhiya.

Ang mga tigdukiduki adunay lainlaing mga ideya kung giunsa pagpalig-on ang mga laser beam. Usa niini mao ang medyo exotic nga konsepto sa pagpabanaag ug pagpadako sa mga salamin nga nagbiyahe sa katulin sa kahayag. Ang ubang mga ideya naglakip sa pagpadako sa mga sagbayan pinaagi sa pagbangga sa mga photon beam sa mga electron beam, o sa pagbangga sa mga laser beam, nga giingon sa mga siyentipiko sa Chinese Station of Extreme Light research center sa Shanghai nga gustong ipatuman. Ang usa ka dako nga collider sa mga photon o electron usa ka bag-o ug makapaikag nga konsepto nga angay nga obserbahan.