Breit-Wheeler folyamat

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. június 29-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 2 szerkesztést igényelnek .

A Breit-Wheeler folyamat  a legegyszerűbb reakció, amellyel a fény anyaggá alakítható [1] . Ez a folyamat két gamma-kvantum kölcsönhatásának formáját öltheti, majd ezek átalakulnak elektron-pozitron párba: . Elméletileg hasonló folyamatot jósoltak erős elektromos mezőkben nagy teljesítményű ultrarövid lézerimpulzusok alkalmazásakor [2] .

A folyamatot először Gregory Breith és John A. Wheeler írta le 1934-ben a Physical Review -ban [3] . Bár a folyamat a tömeg-energia ekvivalencia egyik megnyilvánulása , a gyakorlatban ez idáig (2014) még soha nem volt megfigyelhető a szembejövő gamma-sugarak fókuszálásának nehézsége miatt. 1997-ben azonban a National Accelerator Laboratory kutatóinak sikerült megvalósítaniuk az úgynevezett többfoton Breit-Wheeler eljárást, amelynek során elektronok segítségével nagy energiájú fotonokat hoztak létre , amelyek aztán több ütközésben is részt vettek, és végül elektronokká és pozitronokká változtak . kamra [4] .

2014-ben az Imperial College London fizikusai egy viszonylag egyszerű kísérletet javasoltak a Breit-Wheeler folyamat bemutatására [5] . Az ütközőben végzett kísérlet két lépésből áll. Először egy erős, nagy intenzitású lézer használatát javasolták az elektronok közel fénysebességűre gyorsítására. A felgyorsított elektronokat ezután egy aranylemezre lövik, hogy olyan fotonsugarat hozzanak létre, amely több milliárdszor több energiát hordoz, mint a látható fény fotonjai. Másodszor, a kísérlet egy arany üreges henger belső felületének lézerrel történő besugárzását foglalja magában, hogy hősugárzás fotonjait hozzanak létre. Ezután a kísérlet első szakaszából fotonsugarat küldenek át a henger közepén, aminek hatására a két forrásból származó fotonok ütköznek, és elektronokat és pozitronokat képeznek. Ennek eredményeként lehetővé válik az elektronok és pozitronok képződése, miután a részecskék elhagyják a hengert [5] . A Monte Carlo szimuláció azt mutatja, hogy ennek a módszernek a teljesítménye körülbelül 10 5 elektron-pozitron pár egy felvételben [1] .

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 O. J. Pike, F. Mackenroth, E. G. Hill és S. J. Rose. Foton-foton ütköztető vákuumban hohlraum . Természetfotonika (2014. május 18.). doi : 10.1038/nphoton.2014.95 . Letöltve: 2014. május 19.
  2. ↑ A. I. Titov, B. Kämpfer, H. Takabe és A. Hosaka. Breit-Wheeler folyamat nagyon rövid elektromágneses impulzusokban . Fizikai Szemle (2013. április 10.). doi : 10.1103/PhysRevA.87.042106 . Letöltve: 2014. május 19. Az eredetiből archiválva : 2016. április 22..
  3. ↑ G. Breit és John A. Wheeler. Két fénykvanta ütközése . Fizikai Szemle (1934. december 15.). doi : 10.1103/PhysRev.46.1087 . Hozzáférés dátuma: 2014. május 19. Az eredetiből archiválva : 2015. november 7..
  4. ↑ Akshat Rathi. "Szupernova üvegben" segíthet anyag létrehozásában a fényből . Ars Technica (2014. május 19.). Letöltve: 2014. május 20. Az eredetiből archiválva : 2014. május 20.
  5. ↑ 1 2 A tudósok felfedezték, hogyan lehet a fényt anyaggá változtatni 80 éves kutatás után . Phys.org (2014. május 18.). Letöltve: 2015. július 24. Az eredetiből archiválva : 2015. november 6..