Buzz
Nếu được thử nghiệm chứng minh, điều này sẽ là một bước tiến nữa trong việc khẳng định công thức nổi tiếng của Einstein.
Công thức nổi tiếng E=mc2 của nhà vật lý Einstein đã thiết lập mối liên hệ giữa khối lượng và năng lượng, trong đó năng lượng của một vật là khối lượng của nó nhân với bình phương của vận tốc ánh sáng. Công thức đơn giản này đã mở ra cánh cửa cho con người biến đổi nhiều loại vật chất thành các dạng năng lượng mới chưa từng được biết đến trước đây.
Tuy nhiên, nếu đặt vấn đề ngược lại, liệu ánh sáng và năng lượng có thể biến thành vật chất như mô tả trong công thức của Einstein hay không?
Một nhóm các nhà khoa học tại các trường Đại học Osaka và Đại học UC San Diego gần đây đã thực hiện một mô phỏng về va chạm giữa các hạt photon ánh sáng khi sử dụng tia laser. Kết quả mô phỏng chỉ ra rằng, các va chạm này sẽ tạo ra các cặp hạt electron và positron. Các positron – các hạt có đặc tính ngược với electron – sau đó sẽ được tăng tốc trong điện trường của tia laser để tạo ra một chuỗi các hạt positron.
Alexey Aerfiev, một nhà vật lý tại Đại học UC San Diego và là đồng tác giả của nghiên cứu này, đã nói: 'Chúng tôi tin rằng đề xuất của chúng tôi là hoàn toàn khả thi để thử nghiệm, và chúng tôi đang nỗ lực thực hiện trong thực tế.'
Theo tài liệu của nghiên cứu, việc thử nghiệm trong thực tế là hoàn toàn khả thi, dựa trên khả năng triển khai tia laser mật độ cao hiện có. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô phỏng để kiểm tra khả năng thực hiện thí nghiệm và đã tìm ra một giải pháp hấp dẫn. Một máy tạo va chạm sử dụng quy trình Breit-Wheeler để tạo ra vật chất, có nghĩa là nó có thể tạo ra các cặp hạt positron-electron bằng cách hủy tia plasma.
Tương tự, trong các hiện tượng vật lý cực đoan, như các ngôi sao sinh ra và kết thúc, nơi thời gian bị đóng băng, thường tồn tại ở những nơi xa xôi trong vũ trụ. Vào năm 2021, một nhóm nghiên cứu khác cũng đã chỉ ra rằng trong lõi của các ngôi sao neutron, nơi mật độ vật chất vô cùng cao, cũng có thể xảy ra những hiện tượng tương tự. Tại đây, các hạt vật chất tối có thể chuyển đổi thành photon ánh sáng.
Các sao neutron quay với tốc độ cực kỳ nhanh, được gọi là sao pulsar, và môi trường năng lượng cực cao của chúng là nơi ánh sáng có thể tạo ra vật chất. Theo NASA, các sao pulsar có thể quay hàng nghìn vòng mỗi giây, phát ra tia gamma và là một trong những vật thể có từ trường mạnh nhất được biết đến.
Các sao pulsar được coi là công cụ hữu ích để đo lường sóng hấp dẫn trong không gian. Đầu năm nay, 5 nhóm nghiên cứu về sao pulsar khác nhau cho biết đã tìm thấy cái nhìn đầu tiên về nền sóng hấp dẫn - về cơ bản, là những âm thanh nhỏ liên tục của sóng hấp dẫn đang tạo ra gợn sóng trong không gian ở mức độ gần như không thể nhìn thấy được.
Mặc dù rất khó quan sát từ xa phía trong và bên ngoài của các sao pulsar, nhưng các nhà vật lý cho rằng chúng có thể được mô phỏng.
Vyacheslav Lukin, giám đốc chương trình của Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ, nói: 'Nghiên cứu này cho thấy tiềm năng của việc khám phá các bí ẩn trong vũ trụ với điều kiện của phòng thí nghiệm. Các khả năng trong tương lai của các cơ sở laser năng lượng cao hiện tại và sắp tới sẽ trở nên ngày càng hấp dẫn hơn.'
Nếu thí nghiệm này được thực hiện thành công, nó cũng sẽ mở ra một cách mới để hiểu sâu hơn về vũ trụ, bằng cách đưa các hiện tượng vật lý xảy ra ở những nơi xa xôi vào trong môi trường của phòng thí nghiệm. Nhưng để thực hiện điều đó, trước tiên các nhà khoa học cần tìm cách thực hiện thí nghiệm nói trên.
