공허의 문제


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레이저의 강도는 진공의 물질을 만들 것입니다. Michel Alberganti

키워드 : 에너지, 진공, 물질, 생성, 입자, 반물질

방정식 E = mc 2의 약력은 완전히 끝나지 않았습니다. 일요일 16 10 월호에 Arte가 방송 한 다큐멘터리 드라마의 위대한 그림 (E = mc2, Gary Johnstone의 약력)은 곧 새로운 장을 알게 될 것입니다. 그는 맺을 때 응용 광학 연구소 (LOA), 에콜 폴리 테크닉 대학과 CNRS, Palaiseau의 (에손)에서 첨단 기술의 국립 학교 (Ensta)에 공통에, 제라르 모로우는 접근 공허함에서 문제가 ...

"공허는 모든 문제의 어머니"라고 그는 환희를 표하면서 말한다. 완벽한 상태에서, "cm3 당 거대한 양의 입자가 포함되어 있습니다. 다만 많은 반 입자가 있습니다." 그러므로 우리가 ... 공허함을 지칭하는 물질의 명백한 부재로 인도하는 제로 액. 14 세기 이래로 사전 정의에 도전하는 것은 무엇인가? 후자는 "물질에 의해 점령되지 않는 공간"이다. 그것은 반물질없이 그리고 유명한 수식 E = mc²없이, 앨버트 아인슈타인이 100 년 전에 1905에서 특수 상대성 이론으로부터 추론 한 것입니다.

왜 공허에서 물질을 생산하여이 공식을 뒤집을 수 있습니까? Gérard Mourou에게는 새로운 상대론적인 마이크로 일렉트로닉스 제작에서 빅뱅 연구 및 블랙홀 시뮬레이션 가능성에 이르기까지 다양한 응용 프로그램이 사용됩니다. 그가 "극단적 인 빛"를 호출하는 것은, 주위의 세포는 "핵 약리학"과 버튼 물질의 방사능을 제어 할 수있는 능력을 손상시키지 않고 종양을 공격 할 수 양성자 치료를 개발하는 데 도움이됩니다. CERN 제네바의 거대한 시설과 경쟁 할 수있는 매우 컴팩트 한 가속기 제조는 말할 것도 없습니다. 빛의 통제는 한계에 이르지 못합니다. LOA는 1921에서 Albert d' Einstein 노벨상을받은 발견의 가장 장엄한 업적 중 하나 인 레이저와 함께 작동합니다.

Gérard Mourou는 1960에서 처음으로 얻은이가 간섭 성 광선의 힘을 높이는 데 중요한 역할을했습니다. 1985에서 그는 chirped pulse amplification (CPA) (8 June 1990의 세계)라는 방법을 개발했습니다. "밤새 우리는 식탁 위에 서서 축구장만한 규모의 시설을 만들었습니다."제라르 무 로우 (Gerard Mourou)는 말한다.

서핑 웨이브

물리학의 강도에 비선형 현상의 발생에 지난 20 년 발견에 대한 웨이브를 저하시키고 레이저 태어난 고체의 파괴를 야기 1014 W / cm2 (W / cm2). Gérard Mourou는 매우 짧은 펄스 (피코 초, 10-12 초)를 생성하는 소스를 사용했으며, 그 중 하나의 특성은 광범위한 주파수를 포함하고있었습니다. 공인 회계사를 설명하는 연구원 "이 문제를 해결하기 위해 펄스를 증폭하기 전에, 우리는 광자를 주문하여 뻗어", 자전거의 그룹의 비유가 터널에 직면 사용합니다. 정면을 횡단하는 동안 막히는 것을 피하려면 장애물을 잡기 전에 라이더를 늦추는 것이 필요합니다.

Gérard Mourou는 주파수와 동일한 방식으로 진행됩니다. 그것들을 분리 한 후에, 그것은 회절 격자를 사용하여 각 색깔에 다른 경로를 부과한다. 각 주파수의 증폭 후, 동일하지만 더 강렬한 펄스 프로파일을 찾기 위해 역 동작을 수행하는 것은 "충분하다". CPA를 사용하면 강도가 다시 올라가서 ... 1022 W / cm2 오늘 1024의 2 W / cm2006에 도달했습니다.



"강도의 특정 값이 될 때까지, 입사 파의 자기 성분은 전기 성분에 비해 무시할 만하게 남아 있다고 제라르 모우우 (Gérard Mourou)는 설명합니다. 그러나 1018 W / cm2에서 전자에 압력을가합니다. 후자는 그때까지 단순한 "팽창"을 겪을 때 갑작스런 파동에 빠져 갑자기 그 자신의 속도, 즉 빛의 속도에 도달하게된다. 그런 다음 상대주의 비선형 광학을 입력합니다. 찢어진 전자는 그들의 원자를 이온으로 바꾸어 "전자를 유지하려고 노력한다. 그것은 연속적인 전기장, 즉 상당한 강도의 정전기를 생성한다." 이것은 입사광의 교류 전기장을 연속 전기장으로 변환합니다.

이 "특별한"현상은 미터 당 2 테라 볼트 (1012 V / m)의 타이탄 필드를 생성합니다. "CERN on meter ...", Gérard Mourou를 요약합니다. 1023 W / cm2에서 정전기 장은 미터 당 0,6 페타 볼트 (1015 V / m)에 도달합니다 ...
비교를 위해 스탠포드 SLAC (Linear Accelerator Center)은 50 km에서 입자를 3 기가 전자 볼트 (GeV)까지 가속합니다. "이론적으로 우리는 머리카락 지름 정도의 거리에서 똑같이 할 수 있습니다"라고 연구원은 말한다. 그의 시간 엔 Enrico Fermi (1901-1954)는 페타 볼트에 도달하기 위해 가속기가 지구를 돌아 다녀야한다고 믿었습니다.

Mourou는 "빛에 의해 밀려 난 전자는 이온을 끌어 당기고 끝을 맺습니다. 이제부터 배는 앵커를 운반합니다. 초기 빛은 전자와 이온의 빔을 생성했다. LOA는 수십 미크론의 거리에서 전자를 150 메가 - 전자 볼트 (MeV) 에너지까지 가속화시켰다. 그는 처음에는 GeV로, 그리고 나중에는 더 많은 것을 추진하려고합니다.

미니 빅뱅

궁극적으로 큰 입자 가속기와 경쟁 할 수있는이 개발 병렬, 제라르 모로우, 즉 "까지 말을하는 것입니다 그는"진공 균열 "에서 얻은 엄청난 빛의 강도에 항상 감사, 매우 근접했다 외관에 아무것도없는 "무언가".

실제로, 그것은 불가사의 한 행동이 아니라 보이지 않는 것을 드러내는 "간단하게"입니다. 이론적 인 목표는 1030 W / cm2의 강도입니다. 이 값을 얻기 위해 물리학 자들은 진공을 유전체, 즉 절연체로 간주합니다. 너무 강한 강도가 커패시터를 "스냅"하는 것과 같은 방식으로 "진공을 제거"하는 것이 가능합니다.

그런데 어떻게 될까요? 공허함에서 어떤 이상한 입자가 튀어 나올까? 여기에도 다시 수수께끼는 오래되었습니다. 그것은 전자 - 양전자 부부가 될 것입니다. 입자와 그 반 입자는 가장 가볍고 따라서 아인슈타인의 공식에 따르면 최소한의 에너지가 필요합니다. 그리고이 최소값도 완벽하게 알려져 있습니다 : 1,022 MeV.

따라서 모든 것이 물질이 실험실의 진공 상태에서 처음 모습을 드러 낼 준비가 된 것 같습니다. 이 미니 빅뱅은 1030 W / cm2 이전에 일어날 수도 있습니다. Mourou는 X 선 또는 감마를 사용하면 1023 주변의 임계 값을 1024 W / cm2로 줄일 수 있다고 생각합니다. 이것은 향후 몇 년간 LOA의 목적이다.

19.10.05 du Monde 판에 게재 된 기사


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