עניין הריקנות

עוצמת הלייזר תהפוך את חומר הריק מאת מישל אלברגנטי

מילות מפתח: אנרגיה, ואקום, חומר, יצירה, חלקיקים, אנטי-חומר

הביוגרפיה של המשוואה E = mc 2 רחוקה מלהיות שלמה. האיור המופלא שהעניקה הבדיון התיעודי ששידר ארטה ביום ראשון ה- 16 באוקטובר (ביוגרפיה של המשוואה E = mc2, מאת גארי ג'ונסטון) עשוי לחוות במהרה פרק חדש ומרגש. במעבדת האופטיקה המיושמת (LOA), המשותפת לבית הספר הלאומי לטכניקות מתקדמות (אנסטה), לבית הספר הפוליטכני ול- CNRS, מפאלה (Essonne), ג'רארד מורו מתקרב לרגע בו יוכל להצליח להתגבש. משנה מוואקום ...

"החלל הוא אם כל החומר", הוא אומר בצהלה מסוימת. במצבו המושלם, "הוא מכיל כמות ענקית של חלקיקים לכל ס"מ 3 ... ובאותה מידה הרבה חלקיקים". משם סכום אפס שמוביל להיעדר לכאורה של חומר שאנו מכנים ... הריק. מה לערער על הגדרת המילון שלשמו, מאז המאה ה- XIV, האחרון הוא "מרחב שאינו תפוס על ידי חומר". זה נספר ללא אנטי-חומר ובלי הנוסחה המפורסמת E = mc², אותה הוציא אלברט איינשטיין מהיחסות המיוחדת לפני מאה שנה, בשנת 1905.

מדוע להפוך את הנוסחה הזו על ידי הפקת חומר מוואקום? עבור ג'רארד מורו, היישומים ינועו בין יצירת מיקרו-אלקטרוניקה רלטיבית חדשה ועד לימוד המפץ הגדול ואפשרות לדמות חורים שחורים. מה שהוא מכנה "אור קיצוני" מאפשר פיתוח של טיפול בפרוטונים, המסוגל לתקוף גידולים מבלי לפגוע בתאים שמסביב, "פרמקולוגיה גרעינית" ואפשרות לשלוט ברדיואקטיביות של חומר באמצעות כפתור פשוט. שלא לדבר על ייצור מאיצים קומפקטיים במיוחד שיכולים להתחרות במתקנים הענקיים של CERN בג'נבה. שליטת האור אפוא רחוקה מלהגיע לגבולותיה. ה- LOA עובד עם הלייזר, אחת התוצאות המרהיבות ביותר של התגליות שזכו באלברט ד'אינשטיין בפרס נובל בשנת 1921.

קראו גם: נטייה אידיאלית של פנלים סולאריים

ג'רארד מורו מילא תפקיד מרכזי בהגברת כוחו של קרן האור קוהרנטית זו שהושגה לראשונה בשנת 1960. בשנת 1985 פיתח שיטה שנקראה הגברת דופק ציוץ (CPA) (Le Monde du 8 יוני 1990). "בן לילה, יצרנו מקור שעמד על שולחן ועוצמתו הייתה שווה לזו של מתקנים בגודל מגרש כדורגל", מסביר גרארד מורו.

גל שובר

פיזיקאים מעדים במשך עשרים שנה על הופעתן של תופעות לא לינאריות בעוצמות של 1014 W / cm2 (W / cm2) שהרסו את הגל וגרמו להרס המוצקים שבהם נולדו הלייזרים. ג'רארד מורו השתמש במקורות המייצרים פולסים קצרים מאוד (פיקוסקונד, כלומר 10-12 שניות), שאחד המאפיינים שבהם היה להכיל מגוון רחב של תדרים. "כדי לפתור את הבעיה, לפני שהגבירו את המומנטום, מתחנו אותה על ידי הזמנת הפוטונים", אומר החוקר שכדי להסביר את רו"ח משתמש באנלוגיה של חבורת רוכבי אופניים מול מנהרה. כדי להימנע מחסימה במהלך מעבר קדמי, יש להאט את הרוכבים המסוימים לפני המכשול.

ג'רארד מורו עושה את אותו הדבר עם התדרים. לאחר שהפריד ביניהם, הוא מטיל מסלולי טיול שונים על כל צבע באמצעות סורג דיפרקציה. לאחר ההגברה של כל תדר, זה "מספיק" לבצע את הפעולה ההפוכה על מנת למצוא דחף עם אותו פרופיל אך הרבה יותר אינטנסיבי. עם רו"ח החוזק התחיל לטפס שוב כדי להגיע ל ... 1022 W / cm2 היום, 1024 W / cm2 בשנת 2006.

קראו גם: רדיקלים פלזמה ומימן PlasmHyRad סייעה בעירה

"עד לערך מסוים של העוצמה, הרכיב המגנטי של הגל האירוע נותר זניח בהשוואה לרכיב החשמלי שלו, מסביר ג'רארד מורו. אבל מ -1018 W / cm2 הוא מפעיל לחץ על האלקטרון. האחרון, שעד כה נתון ל"מתנפח "פשוט, מוצא את עצמו לפתע נסחף על ידי גל נשבר הנושא אותו עד שהוא מגיע למהירות משלו, כלומר האור. לאחר מכן אנו נכנסים לאופטיקה לא-לינארית. האלקטרונים המנותקים הופכים את האטומים שלהם ליונים אשר "מנסים לשמור על האלקטרונים, מה שיוצר שדה חשמלי רציף, כלומר אלקטרוסטטי, בעוצמה ניכרת". השדה החשמלי המתחלף של גל האור ההפוך הופך לפיכך לשדה חשמלי רציף.

תופעה "יוצאת דופן" זו יוצרת שדה טיטאני של 2 טרוולטים למטר (1012 וולט / מ '). "CERN על מטר ...", מסכם ג'רארד מורו. בגובה 1023 W / cm2, השדה האלקטרוסטטי יגיע ל -0,6 פטוולט למטר (1015 וולט / מ ') ...
לשם השוואה, מרכז המאיץ לינארי של סטנפורד (SLAC) מאיץ חלקיקים עד 50 גיגה-וולט (GeV) לאורך 3 ק"מ. "בתיאוריה, אנו יכולים לעשות את אותו הדבר על פני מרחק בסדר גודל הקוטר של השיער", אומר החוקר. בתקופתו העריך אנריקו פרמי (1901-1954) כי כדי להגיע לפטאבולט, על המאיץ להסתובב סביב כדור הארץ.

"האלקטרונים שנדחקו על ידי האור בסופו של דבר מושכים את היונים שמאחוריהם", ממשיך מר מורו. מעתה הסירה נושאת את עוגנה. האור הראשוני יצר קרן אלקטרונים ויונים. LOA הצליחה להאיץ אלקטרונים לאנרגיות של 150 מגה-אלקטרונוולט (MeV) על פני מרחקים של כמה עשרות מיקרונים. הוא מתכנן לדחוף קודם ל- GeV, ו"הרבה הלאה ".

המפץ הגדול

במקביל להתפתחות זו שיכולה, בטווח הארוך, להתמודד עם מאיצי החלקיקים הגדולים, ג'רארד מורו אומר שהוא קרוב מאוד, עדיין בזכות עוצמות האור העצומות שהושגו, "להצמיד את הוואקום", כלומר לחשוף " משהו "שם כנראה לא היה כלום.

קראו גם: ז'אק בנבניסט מת

במציאות, זה לא פעולת קסם אלא, "בפשטות", לחשוף את מה שלא נראה. המטרה התיאורטית היא עוצמה של 1030 W / cm2. כדי להשיג ערך זה, פיזיקאים רואים את הוואקום כאל דיאלקטרי, כלומר מבודד. באותה דרך שעוצמה גבוהה מדי גורמת לקבל "לטרוק", ניתן "לטרוק את הוואקום".

אבל מה יקרה אז? אילו חלקיקים מוזרים ייצאו מהחלל? שוב, התעלומה נגמרה. זה יהיה זוג אלקטרונים-פוזיטרון. חלקיק ונוזל החלקיקים שלו, שהם הקלים ביותר ולכן אלו שעל פי הנוסחה של איינשטיין ידרשו את המעט אנרגיה כדי להופיע. ומינימום זה ידוע גם באופן מושלם: 1,022 MeV.

כך, נראה שהכל מוכן שהחומר יופיע לראשונה מוואקום במעבדה. המפץ הגדול הזה יכול אפילו להתרחש לפני 1030 W / cm2. מר מורו חושב כי באמצעות קרני X או גמא, ניתן יהיה להוריד את הסף הזה לסביבות 1023 ל- 1024 W / cm2. זו בדיוק המטרה של ה- LOA לשנים הקרובות

מאמר שפורסם במהדורת ה- Le Monde ב -19.10.05

השאירו תגובה

כתובת הדוא"ל שלך לא תפורסם. שדות חובה מסומנים *