الأربعاء , ديسمبر 7 2016
الرئيسية / الفضائيون / اكتشاف فيزيائيين لكيفيّة صنع المادة والمادة المضادّة باستخدام الضوء
اكتشاف فيزيائيين لكيفيّة صنع المادة والمادة المضادّة باستخدام الضوء

اكتشاف فيزيائيين لكيفيّة صنع المادة والمادة المضادّة باستخدام الضوء

تمكّن فريقٌ من الباحثين في معهد الفيزياء التطبيقية في الأكاديمية الروسيّة للعلوم من حساب كيفية صنع المادة والمادة المضادّة باستخدام الضوء، وهذا يعني أنّنا سنتمكّن من صنعهما من خلال تركيز نبضات ليزرية عالية الطاقة، لنبسّط ما سبق، الضوء يتكون من فوتونات عالية الطاقة، عندما تمرّ هذه الفوتونات في مجالٍ كهربي فإنها تفقد إشعاعاً بالقدر الكافي الذي يحوّلها إلى أشعة جاما وتُنتج أيضاً زوج إلكترون-بوزترون وهذا يعني إنتاج حالة جديدة للمادة.
يقول إيغور كوستكوف حيث قام بإنشاء حسابات الفريق على مبدأ الكهروديناميكا الكمية(QED)، يقول: “إنّ أيَّ مجال كهربي قوي -بشكل عام- يمكنه ‘غلي الفراغ’ المليء ‘بالجسيمات الإفتراضية’ مثل زوج الإلكترون-بوزيترون، المجال يمكنه تحويل هذه الجسيمات من الحالة الافتراضية -حيث لايمكن رصدها بشكل مباشر- إلى حالة حقيقية”.
إنّ تسلسل الكهروديناميكا الكميّة هو سلسلة من العمليات التي تبدأ بإلكترون وبوزيترون يتسارعان خلال مجال من الليزر، يتبعها إطلاق فوتونات ذات طاقة عالية وإلكترونات وبوزيترونات.

عندما يتحلّل فوتون ذو طاقة عالية ينتج زوج إلكترون-بوزترون.

وبشكل عام، فإنّ التسلسل الكهروديناميكي الكميّ سيؤدي إلى إنتاج بلازما من الإلكترون والبوزترون والفوتونات ذات الطاقة العالية، في حين أنّ ذلك يوضّح ظاهرة الكهروديناميكا الكمية بشكل مثالي، إلا أنها لاتزال نظرية تُرصد في المعمل فقط.

بناءاً على ما سبق قام الباحثون برصد كيفية تفاعل رقاقة مع نبضات ليزرية حادّة باستخدام المحاكاة العددية، حيث أنّ عدد الفوتونات ذات الطاقة العالية الذي تنتجه البوزترونات أكثر من العدد الذي تنتجه الإلكترونات، ولو أمكنهم إنتاج عدد كبير من البوزيترونات عن طريق تجربة مماثلة كان بإمكانك استنتاج أنها في الأغلب أُنتجَت باستخدام التسلسل الكهروديناميكي الكمي.
تبدو الأمور معقدة، أليس كذلك؟ لكن بشكل أبسط، إنّ مثل هذا الاكتشاف سيفتح أبواباً جديدة في مجال إنتاج المادة والمادة المضادّة بشكل أكثر كفاءة وأقلّ تكلفة، والأخير خاصةً (المادة المضادّة) سيغيّر طريقة دفع مركبات الفضاء الحالية بشكل مذهل.
وحالياً تكمن المشكلة في كفاءة و تكلفة إنتاج المادة المضادّة حيث أنّ صنع جرام واحد من المادة المضادّة سيتطلب حوالي 25 مليون مليار كيلو وات (الساعة بتكلفة 25 مليون مليار دولار).
تقدّم هذه الدراسة أيضاً نظرةً عميقة على الخواص لمختلف أنواع التفاعلات مما سيفسح الطريق لتطبيقات عملية كثيرة، مثل تطوير أفكار متقدمة من بلازما-ليزر كمصادر للفوتونات ذات الطاقة العالية والبوزيترونات وهي أفضل بكثير من المصادر الموجودة حالياً.
ويضيف الباحثون “إنّ الخطوة القادمة هي استكشاف المرحلة غير الخطية حيث تُعدّل ’بلازما الإلكترون-بوزيترون ذاتية التوليد’ التفاعلات بشكل قوي”.
“كما سنحاول أن نوسع نتائجنا لبُنية أعمّ من تفاعلات الليزر والمادة وأنظمة أخرى من التفاعلات آخذين في الاعتبار عدداً أكبر من المتغيرات”.

اقرأ المزيد ←


اضف رد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني . الحقول المطلوبة مشار لها بـ *

*