Natuurkundigen haalden eerst materie uit pure energie

Wetenschappers die aan de STAR-detector van het Brookhaven National Laboratory in de Verenigde Staten werken, meldden dat dit het geval was

slaagde erin overtuigend bewijsmateriaal te verkrijgentwee natuurkundige fenomenen die meer dan 80 jaar geleden werden voorspeld: de vorming van materie rechtstreeks uit licht en dat magnetisme gepolariseerde fotonen in een vacuüm zou kunnen buigen. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.

STAR-natuurkundigen volgden interactiesen zocht naar voorspelde elektron-positronparen. Maar dergelijke deeltjesparen kunnen worden gecreëerd, onder meer met behulp van kortetermijntoestanden van ‘virtuele’ fotonen. Om echte fotonen van virtuele fotonen te onderscheiden, analyseerden de auteurs de patronen van de hoekverdeling van elk elektron in relatie tot zijn partnerpositron. Deze distributiepatronen verschillen voor paren die worden gevormd door de interactie van echte en virtuele fotonen.

De belangrijkste ontdekking is dat parenelektronen en positronen materiedeeltjes en antimaterie kunnen rechtstreeks worden gecreëerd door zeer energetische fotonen, die kwantum-‘pakketjes’ van licht zijn, met elkaar te laten botsen. Deze omzetting van energetisch licht in materie is een direct gevolg van Einsteins beroemde vergelijking E = mc², die stelt dat energie en materie (of massa) uitwisselbaar zijn. Kernreacties in de zon en in kerncentrales zetten regelmatig materie om in energie. Nu hebben wetenschappers lichtenergie in slechts één stap rechtstreeks in materie omgezet.

Het tweede resultaat laat zien dat het pad van het licht,dat door een magnetisch veld in een vacuüm gaat, buigt anders, afhankelijk van hoe het licht gepolariseerd is. Deze polarisatie-afhankelijke afbuiging (bekend als dubbele breking) treedt op wanneer licht door bepaalde materialen gaat. (Dit effect is vergelijkbaar met de manier waarop golflengte-afhankelijke afbuiging wit licht in een regenboog splitst.) Maar dit is de eerste demonstratie van polarisatie-afhankelijke afbuiging van licht in een vacuüm.

Beide resultaten vloeiden voort uit het vermogendetector RHIC STAR —Solenoid Tracker in RHIC —meet de hoekverdeling van deeltjes die worden gevormd tijdens glijdende botsingen van goudionen die bijna met de snelheid van het licht bewegen.

Lees verder

Nieuwe mini-antilichamen blokkeren coronavirus 1000 keer beter dan vorige previous

Wetenschappers zijn erin geslaagd de energie van thermonucleaire fusie om te zetten in elektriciteit

Onderzoekers creëerden voor het eerst metallisch water in terrestrische omstandigheden