یک قدم به سوی پیشتازان فضا: برخورد دهنده فوتونی جدید، نور را به ماده تبدیل خواهد کرد

از دهه ۱۹۶۰ و مجموعه پیشتازان فضا (Star Trek) ایده ساخت ماشینی که بتواند از هیچ، چیزی به وجود آورد در بین مردمان وجود داشته و البته بیشتر یک رویا بوده. اما این تکنولوژی شاید آنقدرها هم که پیش تر تصور می شد پیچیده نباشد.

در سال ۱۹۳۴ آقایان گریگوری برِیت و جان ویلر یک تئوری نوشتند که در آن با تصادم دو فوتون -یا ذره نور- به یکدیگر، یک الکترون و یک پوزیترون خلق می شد. آنها هرگز فکر نمی کردند که تئوری شان که ساده هم بود، روزی ثابت شود. زیرا این رخدادی است بسیار نادر که شبیه سازی اش فوق العاده مشکل است و هرگز در شرایط محیطی آزمایشگاه مشاهده نشده.

با این حال، ۳ فیزیک دان کالج سلطنتی لندن راهی برای اثبات این تئوری ۸۰ ساله یافته اند. این تیم به ریاست محقق ارشد، اولیور پایک، ماشینی به نام "برخورددهنده فوتون-فوتون" ساخته اند که می تواند پاسخ این معما باشد. در این ماشین که از تکنولوژی های رایج امروزی استفاده می کند، فرآیندی دو مرحله ای برقرار است.

اول، یک لیزر قدرتمند  برای سرعت دادن به الکترون ها استفاده می شود و آنها را به سمت لوحی از جنس طلا شلیک می کند که باعث شکل گیری پرتویی از فوتون های پر انرژی می شود؛ و منظور از پر انرژی در اینجا، ۱ میلیارد بار پر انرژی تر از فوتون های نور است.

بعد از ۸۰ سال تئوری تصادم فوتونی برِیت و ویلر اثبات می شود

در گام دوم، یک لیزر پر انرژی به سمت قوطی کوچکی از جنس طلا که Hohlraum (در آلمانی به معنی حفره) نام دارد شلیک می شود تا میدان حرارتی-تابشی در آن شکل بگیرد. نور تولیدی این میدان مشابه نور ستاره های آسمان است.

قرار است تا ۱۲ ماه آینده این برخورددهنده ساخته شود و به مرحله عملیاتی برسد. آن موقع، با واسطه پرتوی فوتونی که در آزمایش به سمت حفره هدایت می شود، فوتون هایی از دو منبع فوق با هم تصادم می کنند و حدود ۱۰۰ هزار جفت الکترون-پوزیترون تشکیل می دهند که همگی از حفره بیرون می ریزد.

خوشحالی گروه تحقیقاتی از آن است که این برخورددهنده با استفاده تکنولوژی های رایج این زمان قابل ساختن است و برای آن هیچ اختراعی که چند سال جلوتر از زمان خودش باشد، مورد نیاز نیست.

اما بیایید زیاد هم ذوق نکنیم. هنوز تا همگذاری مولکولی راه درازی در پیش است. اما وقتی این قدم برداشته شده، چرا فکر کنیم که قدم بعدی برداشته نخواهد شد؟

مقاله کامل تیم تحقیقاتی این پروژه در ژورنال Nature Photonics قابل مطالعه است.