Mad Bilim: Antimatter Ile Bir Gamma-Ray Lazer Nasıl Yapılır

{h1}

Bilim adamları, pozitronium adı verilen bir madde-antimadde karışımı ile güçlendirilmiş gama-ışını lazeri yapmak için gerekli adımları atıyorlar.

Maddenin ve antimadde'nin egzotik bir melezi tarafından beslenen gama ışını lazerleri bilim kurgu gibi görünebilir, ancak bilim adamları bunu yapmaya bir adım daha yaklaştılar.

Geleneksel lazerlerin dalga boyları, gamı ​​kızıl ötesiden X-ışınlarına geçirirken, bir gamma-ışını lazeri, X-ışınlarından daha küçük ışık dalgalarına dayanır. Örneğin, antimadde ile çalışan lazer, günümüzün X-ışını lazerlerinin binde biri olan dalga boylarıyla ışık üretecek ve bu sayede inanılmaz derecede küçük alanların problanmasına ve tıbbi görüntüleme teknolojisinde faydalı olmasını sağladı.

Yeni araştırmada, tüm Maryland Üniversitesi Ortak Kuantum Enstitüsü'nden Yi-Hsieh Wang, Brandon Anderson ve Charles W. Clark, positronium adı verilen özel bir madde-antimadde karışımının kazanım aracı olarak nasıl çalışacağını detaylandırdı. sıradan ışığı bir lazer ışına dönüştürür.

Pozitronium için belli bir miktarda enerji sağlandığında, lazer ışığını sağlayacağını, ancak diğer enerjilerde, bunu yapamayacağını bulmuşlardır. Dahası, araştırmacılar pozitronyumun bir lazer ışını yaratmak için Bose-Einstein kondensi veya garip bir soğutulmuş gaz durumu olarak adlandırılan bir durumda olması gerektiğini bulmuşlardır. [Tuhaf Fizik: Doğada Havalı Küçük Parçacıklar]

Lazer ışığının üretilmesi, pozitronyumun içine kızılötesi ışığın patlamasıyla ne kadar enerji verildiğine bağlıdır; Clark sadece belirli bir aralıktaki enerjilerin lazer etkisini yarattığını söyledi.

Clark, ayarlı bir düğmeyi [düşük enerjiden yüksek enerjiye kadar düşünün, ”diye anlatıyor WordsSideKick.com. "Aşağıda, beş, gama radyasyonunun izotropik emisyonunu görüyoruz, her yöne doğru gidiyor. Beşi geçtiğinizde, aniden iki yönde keskin bir radyasyon çizgisi göreceksiniz." Bu çizgi - fotonların puro şeklindeki bir patlaması - lazerdir. Bu enerjinin üstünde, gama ışınları, hiçbir şekilde lazersiz olarak her yöne gider.

Bu garip etki positroniumun doğasıyla ilgilidir. Her pozitronyum "atomu" aslında bir normal elektron ve bir pozitron veya bir elektronun antimadde eşdeğeridir. Elektrotlar negatif olarak şarj edilirken pozitronlar pozitif olarak yüklenir. İki dokunuşla, geni-ışını aralığında, zıt yönlerde hareket ederek, yüksek enerjilerde iki fotonu - ışığı - ortadan kaldırır ve serbest bırakırlar.

Bazen bir elektron ve bir pozitron, elektronların yörüngesini atomlar yapma protonuna benzer şekilde birbirinin etrafında dönebilir. Ancak, pozitronlar protonlardan çok daha hafiftir, bu yüzden pozitronium sabit değildir ve bir saniyenin milyarda biri içinde, elektronlar ve pozitronlar çarpışacak ve birbirlerini yok edecektir.

Bir gamma-ışını lazeri yapmak için, bilim adamları pozitronyumun gerçekten soğuk olmasını (mutlak sıfıra yakın (eksi 460 derece Fahrenhayt veya eksi 273 santigrat derece) yapmaları gerekiyordu. Bu soğutma işlemi, positronium'u, Bose-Einstein kondensatı adı verilen bir madde durumuna dönüştürür. Buradaki tüm atomlar - veya bu durumda, elektron-pozitron çiftleri - esasen tek bir süper atom olarak hareket eden aynı kuantum duruma girerler. [Bilim Gerçeği veya Kurgu? 10 Bilim Kurgu Kavramının Gerçekliği]

Kuantum durumun bir yönü, eksi 1/2 veya 1/2 olarak numaralandırılmış olan spin'dir. Pozitronyumda (elektron ve pozitronun) spinleri 1 veya 0'a kadar eklemelidir. 1'e kadar eklediklerinde, pozitronium kendi kendini yok etmek için nanosaniyenin bir parçasını daha uzun sürer. Bir saniyede, Bose-Einstein yoğuşması büyük ölçüde spin-1 pozitroniumdan oluşur.

Uzak kızılötesi dalga boylarına sahip bir ışık atımı positronium'u spin-0'a çevirebilir. Spin-0 pozitronium kendini yok eder ve iki yönlü ko-jma ışını ışınını üretir - lazer. Bu, tüm pozitronium "atomları" nın aynı spin sayısına sahip olması nedeniyle çalışır. Eğer spin-0 ve spin-1 pozitroniumun rastgele bir koleksiyonu olsaydı, ışık sadece her yöne yayılırdı.

Araştırmacılar ayrıca, bir gama ışını lazer çalışması yapmak için ne kadar atom pozitronyum atomuna ihtiyaç duyulduğunu da keşfettiler: kondensin yapılması için her bir santimetrekarede yaklaşık 10 ila 18 güç atomuna ihtiyaç duyuldu. Bu çok gibi gelebilir, ama aynı hacimde 19 güç atomlarına yaklaşık 2.5 x 10 olan hava yoğunluğunun bir kesir.

Allen P. Mills ve daha sonraları Bell Labs'den sonra Philip Platzmann, ilk olarak 1994'te Bell Labs'da böyle bir gama ışını lazeri önerdi. Mills, matematik çalışması yaparak Wang, Anderson ve Clark'ın böyle bir lazerin yapılabileceği koşulları daralttığını söyledi.

“Pratik bir cihaz için gerekli olanın ne olduğuna dair bir fikir vermenin yanı sıra, ihtiyaç duyulacak olan [radyo frekansı] nabız yapısının ayrıntıları da dahil olmak üzere, denenmeye çalışılacak… bu makale, [Bose] kullanılarak keşfedilebilecek büyüleyici fiziği tanıtıyor. Einstein yoğuşması], "Mills, Kaliforniya Üniversitesi, California fizik ve astronomi profesörü, WordsSideKick.com bir e-posta yazdı.

Yeni çalışma, Fiziksel İnceleme A. dergisinde detaylandırılmıştır.

Bizi takip et @wordssidekick, Facebook& Google+. Canlı Bilim ile ilgili orijinal makale.


Video Takviyesi: Computer Color is Broken.




Araştırma


1. Tamamen Biyonik Adam Yürüyor, Konuşuyor Ve Nefes Veriyor
1. Tamamen Biyonik Adam Yürüyor, Konuşuyor Ve Nefes Veriyor

Isyancılar Online Fotoğraflarda Bulunan Abd Helikopterlerini Yok Etti
Isyancılar Online Fotoğraflarda Bulunan Abd Helikopterlerini Yok Etti

Bilim Haberleri


Izlanda Nasıl Oluştu?
Izlanda Nasıl Oluştu?

Tıbbi Esrar Kanunları Teen Kullanımını Artırmadı
Tıbbi Esrar Kanunları Teen Kullanımını Artırmadı

Büyük Piramide Hazine Keşif Bekliyor, Mısır'In 'Indiana Jones' Diyor
Büyük Piramide Hazine Keşif Bekliyor, Mısır'In 'Indiana Jones' Diyor

Herpes Virüs Mercan Resifleri Öldürme
Herpes Virüs Mercan Resifleri Öldürme

Insanlar Neden Yanıyor?
Insanlar Neden Yanıyor?


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com