Τα επόμενης γενιάς laser θα έχουν τη δύναμη να δημιουργούν ύλη συλλαμβάνοντας τα σωματίδια φαντάσματα που, σύμφωνα με την κβαντική μηχανική, πλημμυρίζουν τον φαινομενικά άδειο χώρο.
Η αρχή αβεβαιότητας της κβαντικής μηχανικής υπονοεί ότι ο χώρος δε μπορεί ποτέ να είναι πραγματικά άδειος.
Αντί γι’ αυτό τυχαίες διαταραχές γεννάνε ένα αναβράζον καζάνι σωματιδίων, όπως τα ηλεκτρόνια και τα αντίστοιχά τους σωματίδια αντιύλης τα ποζιτρόνια.
Αυτά τα αποκαλούμενα “εικονικά σωματίδια” φυσιολογικά εξολοθρεύουν το ένα το άλλο πολύ γρήγορα για να μπορέσουμε να τα αντιληφθούμε. Αλλά οι φυσικοί προέβλεψαν τη δεκαετία του 1930 ότι ένα πολύ ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο θα μετασχημάτιζε τα εικονικά σωματίδια σε πραγματικά, τα οποία μπορούμε να παρατηρήσουμε.
Το πεδίο σπρώχνει τα σωματίδια σε αντίθετες κατευθύνσεις, επειδή έχουν αντίθετα ηλεκτρικά φορτία, διαχωρίζοντάς τα ώστε να μη μπορούν να καταστρέψουν το ένα το άλλο
Τα laser είναι ιδανικά γι’ αυτό το σκοπό επειδή το φως τους είναι γεμάτο ισχυρά ηλεκτρικά πεδία. Το 1997, φυσικοί του Κέντρου Γραμμικού Επιταχυντή του Στάνφορντ (SLAC) στο Πάρκο Μένλο της Καλιφόρνια, χρησιμοποίησαν φως laser για να δημιουργήσουν μερικά ζευγάρια ηλεκτρονίων - ποζιτρονίων
Τώρα, νέοι υπολογισμοί υποστηρίζουν ότι τα επόμενης γενιάς laser θα μπορούν να δημιουργήσουν εκατομμύρια τέτοια ζευγάρια λόγω αλυσιδωτής αντίδρασης. Στο πείραμα του SLAC, μόνο ένα ζευγάρι ηλεκτρονίου - ποζιτρονίου δημιουργείται κάθε φορά.
Αλλά με πιο ισχυρά laser, υπάρχει η πιθανότητα αλυσιδωτής αντίδρασης. Το πρώτο ζευγάρι επιταχύνεται σε υψηλές ταχύτητες από το laser, αναγκάζοντάς το να παράγει φως. Αυτό το φως σε συνδυασμό με αυτό του laser γεννάει ακόμη περισσότερα ζευγάρια, λέει ο Alexander Fedotov του Πανεπιστημίου Εθνικής Πυρηνικής Έρευνας της Μόσχας και οι συνάδελφοί του, σε μια μελέτη που θα εμφανιστεί στα “Γράμματα” της Φυσικής Επιθεώρησης.
“Ένας μεγάλος αριθμός σωματιδίων θα ξεχυθεί έξω από το κενό” λέει ο John Kirk του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ για την Πυρηνική Φυσική στη Χαϊδελβέργη της Γερμανίας, ο οποίος δεν έχει αναμιχθεί στη μελέτη.
Με laser που μπορούν να συμπυκνώσουν περίπου 1026 watt σε ένα τετραγωνικό εκατοστό, αυτή η διαφεύγουσα αντίδραση θα μετατρέψει αποδοτικά το φως του laser σε εκατομμύρια ζευγάρια ηλεκτρονίων - ποζιτρονίων, όπως υπολογίζει η ομάδα. Εργοστάσιο αντιϋλης.
Αυτού του είδους η ένταση μπορεί να γίνει εφικτή με το laser που κατασκευάζεται από το σχέδιο Υποδομή Ακραίου Φωτός στην Ευρώπη. Η πρώτη έκδοση του laser μπορεί να έχει κατασκευαστεί μέχρι το 2015, αλλά μπορεί να χρειαστούν μερικά χρόνια ακόμη για να ολοκληρωθούν οι βελτιώσεις που είναι απαραίτητες για να επιτευχθούν τα 1026 watt ανά τετραγωνικό εκατοστό, λέει ο Georg Korn του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ για Κβαντική Οπτική στο Garching της Γερμανίας και μέλος της ομάδας που ετοίμασε τη μελέτη.
Η ικανότητα δημιουργίας μεγάλου αριθμού ποζιτρονίων μπορεί να είναι χρήσιμη για τις εγκαταστάσεις σύγκρουσης σωματιδίων, όπως ο προτεινόμενος Διεθνής Γραμμικός Συγκρουστής, ο οποίος θα λιώνει ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια μαζί, λέει ο Kirk McDonald του Πανεπιστημίου του Πρίνστον στη Νέα Υερσέυ.
Αλλά ο Pisin Chen του Εθνικού Πανεπιστημίου της Ταϊβάν στην Ταϊπέι λέει ότι το κόστος του πολύ ισχυρού laser μπορεί να κάνει αυτή τη μέθοδο περισσότερο ακριβή από την εναλλακτική.
Ο στάνταρ τρόπος σήμερα για τη δημιουργία μεγάλου αριθμού ποζιτρονίων είναι η εκτόξευση μιας ακτίνας με ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας σε ένα κομμάτι μετάλλου για να δημιουργηθούν ζευγάρια ηλεκτρονίων - ποζιτρονίων.
