Kaya't ang kawalan ng laman ay tumigil sa pagiging kawalan
Ang vacuum ay isang lugar kung saan, kahit na hindi mo ito nakikita, maraming nangyayari. Gayunpaman, upang malaman kung ano ang eksaktong nangangailangan ng napakaraming enerhiya na hanggang kamakailan ay tila imposible para sa mga siyentipiko na tumingin sa mundo ng mga virtual na particle. Kapag huminto ang ilang tao sa ganoong sitwasyon, imposibleng hikayatin sila ng iba na subukan.
Ayon sa quantum theory, ang walang laman na espasyo ay puno ng mga virtual na particle na pumipintig sa pagitan ng pagiging at hindi pagiging. Ang mga ito ay ganap ding hindi nade-detect - maliban na lang kung mayroon tayong makapangyarihang bagay upang mahanap sila.
"Karaniwan, kapag ang mga tao ay nagsasalita tungkol sa isang vacuum, ang ibig nilang sabihin ay isang bagay na ganap na walang laman," sabi ng theoretical physicist na si Mattias Marklund ng Chalmers University of Technology sa Gothenburg, Sweden, sa Enero na isyu ng NewScientist.
Ito ay lumiliko na ang laser ay maaaring ipakita na ito ay hindi na walang laman sa lahat.
Electron sa isang istatistikal na kahulugan
Ang mga virtual na particle ay isang mathematical na konsepto sa quantum field theories. Ang mga ito ay mga pisikal na particle na nagpapakita ng kanilang presensya sa pamamagitan ng mga pakikipag-ugnayan, ngunit lumalabag sa prinsipyo ng shell ng masa.
Lumilitaw ang mga virtual na particle sa mga gawa ni Richard Feynman. Ayon sa kanyang teorya, ang bawat pisikal na particle ay sa katunayan ay isang kalipunan ng mga virtual na particle. Ang pisikal na elektron ay talagang isang virtual na electron na nagpapalabas ng mga virtual na photon, na nabubulok sa mga virtual na pares ng electron-positron, na nakikipag-ugnayan naman sa mga virtual na photon - at iba pa nang walang katapusang. Ang "pisikal" na electron ay isang patuloy na proseso ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga virtual na electron, positron, photon, at posibleng iba pang mga particle. Ang "katotohanan" ng isang elektron ay isang istatistikal na konsepto. Imposibleng sabihin kung aling bahagi ng set na ito ang talagang totoo. Alam lamang na ang kabuuan ng mga singil ng lahat ng mga particle na ito ay nagreresulta sa singil ng electron (i.e., upang ilagay ito nang simple, dapat mayroong isa pang virtual na electron kaysa may mga virtual na positron) at ang kabuuan ng mga masa ng ang lahat ng mga particle ay lumilikha ng masa ng elektron.
Ang mga pares ng electron-positron ay nabuo sa vacuum. Anumang particle na may positibong charge, hal. isang proton, ay aakitin ang mga virtual na electron na ito at itataboy ang mga positron (sa tulong ng mga virtual photon). Ang kababalaghang ito ay tinatawag na vacuum polarization. Ang mga pares ng electron-positron ay pinaikot ng isang proton
bumubuo sila ng maliliit na dipoles na nagpapalit ng field ng proton sa kanilang electric field. Ang electric charge ng proton na sinusukat natin ay hindi sa mismong proton, kundi sa buong sistema, kasama ang mga virtual na pares.
Isang laser sa isang vacuum
Ang dahilan kung bakit naniniwala kami na ang mga virtual na particle ay umiiral ay bumalik sa mga pundasyon ng quantum electrodynamics (QED), isang sangay ng pisika na sumusubok na ipaliwanag ang pakikipag-ugnayan ng mga photon sa mga electron. Dahil ang teoryang ito ay binuo noong 30s, ang mga physicist ay nagtataka kung paano haharapin ang problema ng mga particle na kinakailangan sa matematika ngunit hindi nakikita, naririnig o nararamdaman.
Ang QED ay nagpapakita na ayon sa teorya, kung tayo ay lumikha ng isang sapat na malakas na electric field, ang virtual na kasamang mga electron (o bumubuo ng isang statistical conglomerate na tinatawag na isang electron) ay magbubunyag ng kanilang presensya at ito ay magiging posible upang makita ang mga ito. Ang enerhiya na kinakailangan para dito ay dapat umabot at lumampas sa limitasyon na kilala bilang limitasyon ng Schwinger, na higit sa kung saan, gaya ng makasagisag na pagpapahayag nito, ang vacuum ay nawawala ang mga klasikong katangian nito at hindi na magiging "walang laman". Bakit hindi ganoon kadali? Ayon sa mga pagpapalagay, ang kinakailangang halaga ng enerhiya ay dapat na kasing dami ng kabuuang enerhiya na ginawa ng lahat ng mga power plant sa mundo - isa pang bilyong beses.
Ang bagay ay tila hindi natin maabot. Sa lumalabas, gayunpaman, hindi kinakailangan kung ang isa ay gumagamit ng laser technique ng ultra-short, high-intensity optical pulses, na binuo noong 80s ng mga nanalo ng Nobel Prize noong nakaraang taon, sina Gérard Mourou at Donna Strickland. Si Mourou mismo ay hayagang nagsabi na ang giga-, tera-, at kahit na mga pewatt na kapangyarihan na nakamit sa mga laser supershot na ito ay lumikha ng isang pagkakataon upang masira ang vacuum. Ang kanyang mga konsepto ay nakapaloob sa proyekto ng Extreme Light Infrastructure (ELI), na sinusuportahan ng mga pondo ng Europa at binuo sa Romania. Mayroong dalawang 10-pewatt laser malapit sa Bucharest na gustong gamitin ng mga scientist para malampasan ang limitasyon ng Schwinger.
Gayunpaman, kahit na nagawa nating masira ang mga limitasyon ng enerhiya, ang resulta - at kung ano ang lalabas sa mga mata ng mga physicist - ay nananatiling lubos na hindi sigurado. Sa kaso ng mga virtual na particle, ang pamamaraan ng pananaliksik ay nagsisimulang mabigo, at ang mga kalkulasyon ay wala nang saysay. Ang isang simpleng pagkalkula ay nagpapakita rin na ang dalawang ELI laser ay gumagawa ng masyadong maliit na enerhiya. Kahit na ang apat na pinagsamang bundle ay 10 beses pa ring mas mababa kaysa kinakailangan. Gayunpaman, ang mga siyentipiko ay hindi nasiraan ng loob dahil dito, dahil itinuturing nila ang magic limit na ito hindi isang matalim na one-off na limitasyon, ngunit isang unti-unting lugar ng pagbabago. Kaya umaasa sila para sa ilang mga virtual na epekto kahit na may mas maliit na dosis ng enerhiya.
Ang mga mananaliksik ay may iba't ibang mga ideya para sa pagpapalakas ng mga laser beam. Ang isa sa mga ito ay ang medyo kakaibang konsepto ng pagpapakita at pagpapalakas ng mga salamin na naglalakbay sa bilis ng liwanag. Kasama sa iba pang mga ideya ang pagpapalakas ng mga beam sa pamamagitan ng pagbangga ng mga photon beam sa mga electron beam, o pagbangga ng mga laser beam, na sinasabing gustong isagawa ng mga siyentipiko sa Chinese Station of Extreme Light research center sa Shanghai. Ang isang mahusay na collider ng mga photon o electron ay isang bago at kawili-wiling konsepto na nagkakahalaga ng pagmamasid.
