Bilim İnsanları İmkansızın Peşinde: Işığı Unsura Dönüştürmek İçin Bir Deney Tasarlandı

Bilinen tahminen en meşhur fizik formülü olan E=mc^2 formülü, bugüne kadar hiç gerçek manada test edilmemişti. Einstein tarafından ortaya atılan bu formüle nazaran bir cismin gücü, kütlesi ile ışık suratının karesinin çarpımına eşittir. Araştırmacılar artık bu teoriyi test edebilecekleri bir deney tasarladı. 

Osaka ve San Diego Üniversitelerinin iş birliği ile gerçekleştirilen bir çalışmada, lazerler kullanılarak fotonların çarpıştırıldığı senaryolar bilgisayarlarla simüle edildi. Sonuçlara nazaran bu çarpışmaların sonucunda ortaya elektronlar ve pozitronlar çıkması gerektiği muhakkak oldu. Elektronun karşılığı olarak (+) yüklü anti-madde parçacığı olan pozitronlar daha sonra lazerin manyetik alanı ile hızlandırılarak bir pozitron ışını oluşturulabileceği de belirtildi. 

Işığı unsura çevirebilmek mümkün mü?

Araştırmanın müelliflerinden olan Osaka Üniversitesi’nden fizikçi Alexey Arefiev, geliştirdikleri deneyin gerçekleştirilebilir olduğunu ve gerçek dünyada kullanımını beklediklerini söyledi. Araştırmacıların açıklamasında bu deneyi yapmanın mümkün olduğu, bahsedilen tıpta lazerlerin bulunduğu da belirtildi. Simülasyonlara nazaran Breit-Wheeler süreci olarak isimlendirilen süreç ile foton-foton çarpışması ismini verilen süreç gerçekleştirildiğinde ortaya husus çıkabiliyor. 

Kıdemli araştırmacı ve Fizik Profesörü Steven Rose, daha evvel emsal bir deney için “Bu deney, Einstein’ın güç ve kütle ile ilgili ünlü denkleminin saf bir gösterimi olacaktır: unsur güce dönüştürüldüğünde bize ne kadar güç üretildiğini gösteren E = mc2’den bahsediyoruz. Yaptığımız şey tıpkı lakin bu sefer formülün karşıtı: foton gücünü kütleye dönüştürmek, yani m = E / c^2.” tabirlerini kullanmıştı. 

Deney nasıl gerçekleştirilebilir?

Biri görünür ışığın bin katı, başkası ise 1 milyon katı kuvvetteki iki ışık dalgası, altın bir levhaya ateşlenerek çarpıştırılacak. Hohlraum ismi verilen küçük bir altın tüpte, güçlü olan lazer termal radyasyon oluşturacak. Foton ışını hohlraum boyunca yönlendirilecek ve böylelikle fotonların en son çarpışması gerçekleşerek elektron ve pozitron oluşturacaklar. Ayrıyeten bu süreçte büyük oranda gamma ışıması da ortaya çıkacak. 

Teorik olarak pulsarlarda da fotonların çarpıştığı ve bu yüzden de pulsar içinde unsur oluştuğu düşünülüyor. Bu gök cisimleri de sık sık uzaya parçacık ve gamma dalgaları yayıyor. 

Araştırma Physical Review Letters’da yayımlandı.