فیزیکدانان در پی تبدیل نور به ماده هستند!

پیش از این تبدیل نور به ماده تنها از لحاظ تئوری امکان‌پذیر بود؛ حال پس از ۴۸ سال که از مطرح شدن این تئوری می‌گذرد، دانشمندان در پی آن هستند که برای محقق کردن این امر به زودی آزمایشی را انجام دهند. این پروسه که فرایند Breit-Wheler نام داد بر اساس معادله‌ی معروف E=mc^2 انیشتن صورت می‌گیرد.

این فرایند در سال ۱۹۳۴ توسط دو دانشمند به نام‌های Gregory Breit و John A.Wheeler شرح داده شده بود. آنها در مقاله‌شان عنوان کردند که اگر ۲ فوتون بهم برخورد کنند، تصادم‌شان باعث بوجود آمدن یک پوزیترون و یک الکترون می‌شود. و این انرژی‌ها یا بارها اساسا همان ماده‌ای هستند که از نور ساخته می‌شوند.

ایجاد این ماده کار آسانی نیست. بریت و ویلر بر این باور بودند که حتی انجام این کار غیرممکن است. اما دانشمندان امروزی کمی خوشبین‌تر هستند. با اینحال انجام این آزمایش نیازمند ذراتی با انرژی بسیار بالاست و این کار تابحال بدین صورت در هیچ آزمایشگاهی انجام نشده است.

در سال ۲۰۱۴، محققین دانشگاه سلطنتی لندن، شیوه‌ی آزمایشی را عنوان کردند که دیگر نیازمند ذرات پرانرژی نبود و حالا هم قصد عملی کردن آن را دارند.

Steven Rose، محقق ارشد این مطالعه و پروفسور فیزیک می‌گوید:

این نمایش مطلق معادله‌ی معروف انیشتن  E=mc²  است که جرم و انرژی را بهم مرتبط می‌کند و به ما نشان می‌دهد که وقتی ماده به انرژی تبدیل شود چقدر انرژی تولید می‌شود. آنچه ما قرار است انجام دهیم هم همین معادله است اما به صورت برعکس، یعنی: m=E/c²

انجام این آزمایش مستلزم روش کلایدر فوتون-فوتون است که نوعی جدید از آزمایشات فیزیک تلقی می‌شود و شامل دو پرتوی لیزری بسیار بسیار قدرتمند است. یکی از این پرتوها ۱۰۰۰ برابر انرژی فوتون‌هاست که نور مرئی تولید می‌کند و دیگری ۱ میلیون بار قوی‌تر از انرژی فوتون‌های مرئی است. از این لیزرها برای ایجاد فوتون‌هایی که بهم برخورد می‌کنند استفاده می‌شود. در داخل محفظه‌ی آزمایش، الکترون‌ها به ورقه‌ای طلایی شلیک می‌شوند تا پرتویی از فوتون‌های پرانرژی تولید کنند.

پرتوی پرانرژی دوم به سمت لوله‌ی طلایی کوچکی به نام هولورام تابانده می‌شود تا یک میدان تابشی حرارتی ایجاد کند. پس از آن پرتوهای فوتون به سمت هولورام و تصادم فوتون‌ها هدایت می‌شوند. اگر آزمایش جواب دهد، این تیم می‌تواند پوزیترون‌های انرژی گرفته را از بقیه تشخیص دهد. آنها باید اطلاعات را چک کنند تا مطمئن شوند پوزیترون‌ها از فرایندهای پس‌زمینه‌ای ایجاد نشده باشند. این آزمایش نه تنها در نوع خودش منحصر بفرد است، بلکه اگر جواب دهد ممکن است به فهم بیشتر قوانین هستی کمک کند.

پژوهشگر دیگری به نام Stuart Mangles  گفته:

زمانی که گرگوری بریت و جان ویلر برای اولین بار این مکانیسم را در سال ۱۹۳۴ مطرح کردند، از تئوری اثر متقابل بین نور و ماده که تحت عنوان الکترودینامیک کوانتوم از آن یادمی‌شود و آن موقع تئوری‌ای جدید تلقی می‌شد استفاده کردند. با اینکه تمام پیش‌بینی‌های اساسی دیگر در زمینه‌ی این تئوری به لحاظ تجربی نشان داده شده‌اند، اما فرایند دو فوتون بریت-ویلر هرگز نشان داده نشده‌است. در حال حاضر اگر بتوانیم آن را نشان دهیم، فرایندی که در ۱۰۰ ثانیه‌ی اول جهان نقش مهمی داشته را بازسازی کرده‌ایم و این موضوع در انفجار اشعه‌های گاما هم دیده می‌شود که بزرگ‌ترین انفجارهای جهان و همینطور یکی از اسرار بزرگ حل نشده‌ی فیزیک هستند.

شاید این آزمایش جواب ندهد، اما به هرحال کار علم آزمایش کردن است. اگر جواب ندهد روی فرایند کار می‌شود تا دفعه‌ی بعد بهتر عمل کند ولی آنچه مسلم است این است که دانستن نتایج این آزمایش فوق‌العاده خواهد بود!