انجمن علمی فوتونیک فیزیک دانشگاه صنعتی شیراز
 
اگر لذت کشف عمیق جهان را بفهمی،اولین گزینه تو فیزیک خواهد بود...آلبرت اینشتین
نوشته شده در تاریخ سه شنبه 30 اردیبهشت 1393 توسط مریم ناصری
به گزارش همشهری آنلاین، نور و ماده از نظر تئوری قابل تبادل هستند اما نمایش عملی این نظریه تاکنون امکان‌پذیر نبوده‌است. فیزیکدانان مدتها است که برای ایجاد ماده از نور به مطالعه پرداخته‌اند و در تلاشند تا ۱۲ ماه آینده شدنی بودن آن را به نمایش بگذارند. نظریه‌ای که این ایده را مطرح می‌کند،‌ اولین بار در حدود ۸۰ سال پیش توسط دو فیزیکدان به نام‌های گریگوری بریت و جان ویلر که بعد‌ها درگیر ساخت بمب‌های اتمی شدند، ارائه شد. در آن زمان آن فیزیکدانان تبدیل نور به ماده را در آزمایشگاه غیرممکن توصیف کردند.

اما در گزارشی که در روز یکشنبه منتشر شد، فیزیکدانان کالج امپریال لندن ادعا کردند این مشکل را به واسطه لیزرهای پرقدرت و دیگر تجهیزات موجود برطرف ساخته‌اند. فیزیکدانان این دانشگاه در آستانه ایجاد دستگاهی قرار ندارند که با برخورد پرتو لیزری می‌تواند هرماده‌ای را تولید کند، بلکه نوع ماده ایجاد شده توسط نور، ذرات تحت اتمی است که با چشم غیر مسلح نمی‌توان آنها را دید. در سال ۱۹۳۴ بریت و ویلر بر احتمال ترکیب دو ذره نور و ایجاد یک الکترون و ضد الکترون، یا همان پوزیترون، از این ترکیب مطالعه می‌کردند. الکترونها ذراتی از ماده هستند که پوسته خارجی‌تر اتم را تشکیل می‌دهند. اما این دو دانشمند انتظار این را نداشتند که به این زودی‌ها نظریه آنها به اثبات برسد. در آن مطالعه فیزیکدانان متوجه شدند این فرایند تا اندازه‌ای نادر و دشوار است که مشاهده آن در محیط آزمایشگاهی غیرممکن خواهد بود.

اما محققان در مطالعه جدید معتقدند این فرایند یکی از ساده‌ترین شیوه‌های ایجاد ماده از نور بوده و ناب‌ترین نمایش فرمول مشهور E=mc2 است. دانشمندان در مقاله خود نحوه تبدیل نور را طی چندین مرحله جداگانه تشریح کرده‌اند. در مرحله اول الکترون‌ها به تکه‌ای طلا شلیک می‌شوند و به این شکل فوتون‌هایی پرانرژی ایجاد می‌شوند. سپس پرتوهای پرانرژی لیزری داخل کپسول طلایی کوچکی به نام هولرائوم ( به زبان آلمانی به معنی اتاقک خالی) تابانده می‌شوند و نوری به درخشش نور ستارگان ایجاد می‌شود. در مرحله نهایی نیز فوتون‌های اولیه وارد کپسول شده و با فوتونهای اولیه برخورد می‌کنند.

محاسبات فیزیکدانان نشان می‌دهد به این شکل مقدار مناسبی از ذرات نور توسط انرژی بالایی در حجمی کوچک فشرده می‌شوند و به این شکل ۱۰۰ هزار جفت الکترون-پوزیترون ایجاد می‌شود. این فرایند یکی از دیدنی‌ترین پیش بینی‌های نظریه کوانتوم الکترودینامیک است که در آغاز جنگ جهانی دوم مطرح شد. دانشمندان امیدوارند بتوانند تا ۱۲ ماه دیگر این آزمایش را به نمایش بگذارند. در سرتاسر جهان چندین آزمایشگاه فیزیکی با قابلیت انجام چنین آزمایشی وجود دارد که یکی از آنها مرکز لیزر اومگا در روچستر آمریکا است. موفقیت در انجام این آزمایش می‌تواند فیزیکدان‌ها را در ایجاد برخورد‌دهنده‌های فوتونی به عنوان ابزاری برای مطالعه بر رفتارهای ذرات تحت اتمی تشویق کند.

تبدیل نور به ماده

منبع






طبقه بندی: اپتیک و لیزر، 
نوشته شده در تاریخ سه شنبه 30 اردیبهشت 1393 توسط مریم ناصری

پس از یک سیر و سلوک 80 ساله، دانشمندان انگلیسی راز چگونگی تبدیل نور به ماده را فاش کردند.


به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، «جی برایت» و «جان ای ویلر» در سال 1934 ساده‌ترین شیوه تبدیل نور به ماده را ارائه دادند. این شیوه حاوی کوبیدن دو ذره نور (فوتون) با هدف خلق الکترون و پوزیترون بود اما چنین موضوعی هرگز در آزمایشگاه مشاهده نشد و آزمایش‌های پیشین نیز نیازمند افزودن ذرات پرانرژی بودند.

فیزیکدانان دانشگاه امپریال کالج لندن هم‌اکنون این نظریه را در آزمایشگاه عملی کرده‌اند. آزمایش آن‌ها فرآیندی را بازخلق می‌کند که در 100 ثانیه اول جهان در انفجارات اشعه گاما دیده شده است. این انفجارها بزرگ‌ترین انفجارهای کیهان بوده و یکی از مرموزترین معماهای حل‌شده جهان به شمار می‌آید.

آزمایش برخورددادن جدید دارای دو گام کلیدی است. نخست دانشمندان از یک لیزر بسیار شدید قدرتمند برای سرعت‌بخشی به الکترون‌ها به درست پایین‌تر از سرعت نور استفاده کردند. این الکترون‌ها در ورقه طلا برای خلق پرتو فوتون‌هایی که یک میلیارد بار پرانرژی‌تر از نور مرئی است، شلیک می‌شوند. مرحله بعدی شامل قوطی طلای ریزی موسوم به hohlraum است. دانشمندان لیزری پرانرژی را به سطح درونی این قوطی شلیک کردند تا یک میدان تشعشعی حرارتی ایجاد و نوری شبیه به نور ستارگان تولید کنند.

پرتو فوتون در نخستین مرحله آزمایش از خلال مرکز قوطی جهت‌دهی و موجب شد فوتون‌های دو منبع به یکدیگر کوبیده شوند که در نهایت به شکل‌گیری الکترون‌ها و پوزیترون‌ها منجر شد. بنابراین شناسایی شکل‌گیری الکترون‌ها و پوزیترون‌ها هنگام خارج‌شدن آن‌ها از قوطی ممکن بود.

پروفسور استیو رز از گروه فیزیک دانشگاه امپریال کالج لندن در این خصوص می‌گوید: زمانی که برایت و ویلر این تئوری را پیشنهاد دادند، فیزیکدانان مدعی بودند آن‌ها هرگز شاهد اجرای آن در آزمایشگاه را نخواهند بود اما امروز ما این کار را انجام دادیم و آنچه متعجبمان کرد کشف این نکته مهم بود که می‌توانیم ماده را مستقیما از نور تولید کنیم.

منبع: هوپا




.: Weblog Themes By Pichak :.


تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک

  • paper | پارک ایران | تازیانه