Ученые придумали фотонный коллайдер

Диаграмма Фейнмана
Изображение: bitwise/ wikipedia.org

Физики-теоретики Великобритании и Германии предложили схему получения материи из света. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature Photonics, кратко с ним ознакомиться можно на сайте Phys.org.

Ученые придумали установку, в которой фотоны (безмассовые частицы света) превращаются в массивные частицы, и произвели соответствующие расчеты. Для этого авторы использовали процесс Брейта-Уилера, в котором пара фотонов превращается в пару частица-античастица (например, в электрон-позитронную пару).

Эксперимент на такой установке состоит из трех этапов. Сначала мощный лазерный луч ускоряет электроны до околосветовых скоростей, затем эти электроны направляются на тонкую золотую фольгу, создавая тем самым пучок высокоэнергетических фотонов, который, на третьем этапе, направляется в специальную золотую полость. В этой полости создано особое поле излучения. Фотоны, направленные в полость, и фотоны, уже находящиеся в ней, в эксперименте в результате процесса Брейта-Уилера превращаются в пары массивных частиц — электронов и позитронов.

Проведя математическое моделирование, ученые выяснили, что за одно столкновение пучков фотонов в полости может образоваться до ста тысяч пар частиц-античастиц. До этого рождение массивных частиц из фотонов наблюдалось лишь в присутствии других массивных частиц и атомного ядра. Физики считают, что придуманная ими установка фотонного коллайдера может быть вполне жизнеспособной и окажется полезной для исследования процессов, происходящих в первые минуты существования Вселенной.