Світло можна перетворити в матерію - вчені це підтвердили експериментально

Без малого сто років тому фізики Грегорі Брайт і Джон Уілер теоретично довели, що з чистого світла можна отримати матерію. Звучить як фантастика, але це цілком узгоджується зі знаменитою ейнштейнівською формулою E = mc². Інша справа, що на практиці отримати зі світла (фотонів) матерію дуже і дуже складно. Але тепер таке явище виявлено і експериментально підтверджено.

Відповідно до теорії Брайта і Уілера, яка згодом стала називатися ефектом Брайта-Уілера, при взаємодії двох квантів світла (фотонів) виникають дві частки: електрон і позитрон (античастинка електрона). Електрон - це цілком собі матерія, тоді як позитрон - теж матерія, але з протилежним знаком, тобто антиматерія, як прийнято говорити.

У природі навколо себе і навіть глибоко у Всесвіті ми не спостерігаємо антиматерію, що говорить про виняткову рідкість зіткнень фотонів. Але процеси анігіляції - самознищення електронів і позитронів при зіткненні з виділенням двох квантів світла в експериментальних установках спостерігаються давно. Вчені з колаборації STAR, що досліджують подібні явища на колайдері в Брукхейвенській національній лабораторії, вирішили пошукати в масиві даних по експериментам підтвердження ефекту Брайта-Уіллера і знайшли їх.

З'ясувалося, що розгін ядер (іонів) золота до релятивістських швидкостей (до 99,99% від швидкості світла) і зіткнення їх викликає ефект, передбаченого в 1934 році Грегорі Брайтом і Джоном Уілером. Розігнані до таких швидкостей частки стискаються по осі руху і генерують сильні електромагнітні поля перпендикулярно осі польоту. Ці електромагнітні поля представляють собою ні що інше, як реальні фотони - фактично хмара фотонів навколо ядер. Зіткнення таких частинок часто супроводжувалося зіткненням реальних фотонів з фіксацією електронів і позитронів після зіткнення.

Після вивчення масиву отриманих на колайдері RHIC даних виявилися понад 6 тис. фактів зіткнення фотонів з подальшим синтезом матерії (електронів і їх античастинок позитронів), про що у виданні Physical Review Letters деякий час назад вийшла наукова стаття. Перший крок до синтезатора матерії зроблений, як би фантастично це не звучало. Але каменем спотикання, як завжди, буде проблема найвищих енерговитрат.