نوری از خلأ: دانشمندان برای اولین بار یکی از مرموزترین پدیده‌های فیزیک کوانتومی را بازسازی کردند

کام‌فیزیکس: نوری که از خلاء کوانتومی متولد می‌شود برای اولین بار ثبت شد

به گزارش مجله خبری نگار/فیزیکدانان دانشگاه آکسفورد اولین شبیه‌سازی سه‌بعدی بلادرنگ از چگونگی برهمکنش لیزر‌های قدرتمند با «خلأ کوانتومی» را انجام داده‌اند - حالتی که قبلاً تصور می‌شد یک خلأ کامل است، اما طبق نظریه فیزیک کوانتومی، مملو از جفت‌های مجازی الکترون-پوزیترون است. این کار در مجله Communications Physics (ComPhysics) منتشر شده است.

دانشمندان یکی از مرموزترین پدیده‌ها در الکترودینامیک کوانتومی - اختلاط چهار موج در خلاء - را بازسازی کرده‌اند. در این پدیده، سه پالس لیزر قدرتمند در فضای «خالی» با هم تعامل می‌کنند و باعث می‌شوند پرتو لیزر چهارم ظاهر شود - گویی نور از تاریکی زاده شده است.

پروفسور پیتر نوریس، یکی از نویسندگان این مقاله از آکسفورد، گفت: «این فقط یک تمرین نظری نیست - این یک گام بزرگ به سوی تأیید تجربی اثراتی است که تاکنون فقط روی کاغذ وجود داشته‌اند.»

اهمیت این کار با این واقعیت افزایش می‌یابد که نسل جدیدی از لیزر‌های فوق قدرتمند - مانند Vulcan ۲۰-۲۰ انگلستان، پروژه ELI اروپا و تأسیسات SEL و SHINE چین - در حال آماده‌سازی برای پرتاب هستند. این تأسیسات قادر خواهند بود برای اولین بار پراکندگی فوتون‌ها (ذرات نور) روی فوتون‌ها را در آزمایشگاه مشاهده کنند، پدیده‌ای که قبلاً غیرممکن تصور می‌شد.

این شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نسخه پیشرفته‌ای از بسته نرم‌افزاری OSIRIS انجام شد. به گفته یکی دیگر از نویسندگان این مطالعه، دانشجوی کارشناسی ارشد، زی شینگ ژانگ، این امر به محققان یک «پنجره سه‌بعدی در زمان» به آنچه در خلاء کوانتومی اتفاق می‌افتد، داد: «اکنون می‌توانیم دقیقاً ببینیم که نور چگونه با آنچه زمانی تصور می‌شد خلأ مطلق است، تعامل می‌کند.»

این مدل‌ها همچنین به فیزیکدانان اجازه می‌دهند تا آزمایش‌ها را با دقت بیشتری طراحی کنند، حتی تا پیچیدگی‌های هندسه پرتو لیزر و زمان‌بندی پالس. علاوه بر این، چنین شبیه‌سازی‌هایی چشم‌انداز جستجوی ذرات جدید، مانند اکسیون‌ها و ذراتی با کسری از بار بنیادی، که نامزد‌های احتمالی برای نقش ماده تاریک هستند، را باز می‌کنند.

پروفسور لوئیس سیلوا، نویسنده اصلی این مقاله، گفت: «این آغاز دوران جدیدی در فیزیک بنیادی است. ترکیب لیزر‌های بسیار قوی، روش‌های پیشرفته تشخیص و مدل‌های مدرن، افق‌های کاملاً جدیدی را برای مطالعه ماده و ماهیت خلأ ایجاد می‌کند.»

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری