Физики нашли неоспоримые доказательства процесса возникновения материи при столкновениях фотонов света - «Наука и технологии»

Согласно специальной теории относительности Альберта Эйнштейна, если вам удастся столкнуть друг с другом два высокоэнергетических фотона, то из их энергии может возникнуть материя - пара электрон и позитрон. Этот процесс известен под названием процесса Брейта-Уилера, он был описан теоретически Грегори Брейтом и Джоном А. Уилером еще в 1934 году. Однако, экспериментальные подтверждения этого явления оставалось недостижимым вплоть до последнего времени главным образом из-за того, что фотоны должны быть очень высокоэнергетическими, их частота должна находится в диапазоне гамма излучения. А, как нам хорошо известно, у человечества еще нет таких технологий, позволяющих разработать и построить гамма-лазер.

Но недавно физики из Национальной лаборатории в Брукхейвене нашли путь обхода этого "камня преткновения" при помощи ускорителя RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider). Как следует из его названия, этот коллайдер разгоняет ионы, атомы, лишенные их электронов. Поскольку электроны имеют отрицательный электрический заряд, а у протонов в ядре атома имеется положительный заряд, то процесс "раздевания" атома оставляет после себя положительно заряженное ядро. И чем более тяжел химический элемент, тем больше протонов находится в его ядре и тем более сильный положительный заряд имеет получившийся ион.

В данном случае ученые использовали ионы золота, имеющие по 79 протонов. Когда такие ионы ускоряются до очень высоких скоростей, они производят магнитное поле, перпендикулярное по направлению к электрическому полю коллайдера. При прохождении участков с максимальной напряженностью полей, возникают частицы электромагнитного излучения - фотоны света. "Когда ионы перемещаются со скоростью, близкой к скорости света, возникает множество фотонов, окружающих ядро атома, которые перемещаются вместе с ним, словно облако" - пишут исследователи.

Ионы золота во время эксперимента были разогнаны до скорости в 99.995 процентов от скорости света. И "волшебство" начинало происходить, когда два движущиеся навстречу иона проходили очень близко друг от друга, их фотонные "облака" пересекались и отдельные фотоны сталкивались друг с другом. Сами столкновения фотонов пока не поддаются обнаружению, но порождаемые при этом пары электрон-позитрон вполне могут быть зарегистрированы.