【物理学】光を物質化する実験開始 – 「ブライト-ホイーラー過程」を実証へ[04/02]

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1 :しじみ ★:2018/04/05(木) 12:01:32.70 ID:CAP_USER.net
インペリアル・カレッジ・ロンドン(ICL)などの英国研究チームは、
光が相互作用して物質化する「ブライト-ホイーラー過程」と呼ばれる現象を実証するための実験を開始すると発表した。

ブライト-ホイーラー過程は、
1934年に物理学者グレゴリー・ブライトとジョン・ホイーラーによって予想された物理現象であり、
2個の光子が高エネルギーで衝突することによって物質粒子である電子と陽電子が1個ずつ生成される。

光子の衝突エネルギーを極めて高くする必要があるために、
これまでは、ブライト-ホイーラー過程を実験的に確かめることは不可能であると考えられてきた。
しかし、2014年になってから、核融合の研究で使われている高出力レーザーを利用することによって
既存の技術でも実験を実現できるというアイデアが提案された。
今回の研究は、このアイデアにもとづいて実際の実験装置を組み上げて、
ブライト-ホイーラー過程の実証を目指して行われたもの。

2014年に提案された実験方法では、まず第1段階として、超高強度のレーザーを用いて、電子を光速近くまで加速する。
すると、この電子を金平板に衝突させることによって可視光の10億倍という高エネルギーの光子ビームを生成する。

第2段階では、金の微小空洞の内部表面に高エネルギーのレーザーを照射して、熱放射場を発生させる。
この熱放射場からは恒星が光を発するのと同じように光が放射される。

次に、第1段階の高エネルギー光子ビームを、第2段階の金空洞の中心部に向けて打ち込む。
すると2つの光源からの光子同士が衝突するが、
このときの衝突エネルギーはブライト-ホイーラー過程によって電子と陽電子が生成されるために
必要なエネルギーレベルに達すると考えられている。実験では、このとき生成される電子と陽電子の検出を行う。

今回実際に使用される実験装置では、2本の高出力レーザービームを使って光子同士を衝突させる。
一方のレーザーの出力は可視光の約10億倍、もう一方は可視光の約1000倍のエネルギーとする。
このビームをチャンバ内の2個のターゲットに集束させる。
チャンバは、レーザービームを集束するための複雑な光学系と、荷電粒子を逸らすための磁石を備えている。

ブライト-ホイーラー過程が起これば、チャンバから陽電子が出てくるはずなのでそれを検出する。
陽電子が実際に検出された場合には、
それが他のバックグラウンド由来のものでなく本当にブライト-ホイーラー過程によるものだったかどうか、
データを慎重に分析していくことになる。

アインシュタインの一般相対性理論によれば、
質量mの物質をすべてエネルギーに変換するとE=mc2という方程式にしたがって莫大なエネルギーが得られる
(cは光速)。この式を等式変形するとm=E/c2となるので、エネルギーEからはE/c2という質量をもった物質が得られることになる。
これがブライト-ホイーラー過程で生成される電子と陽電子の質量に相当すると考えられる。

研究リーダーのStuart Mangles博士は
「この実証に成功した場合、宇宙誕生後の最初の100秒間で起こったプロセス、
また宇宙物理学上の大きな謎であるガンマ線バーストなどを再現したことになる」とコメントしている。

画像:ブライト-ホイーラー過程を検証するための実験装置。高エネルギーのレーザービーム2本を衝突させて光子から電子と陽電子を生成させる (出所:ICL)
001 - 【物理学】光を物質化する実験開始 - 「ブライト-ホイーラー過程」を実証へ[04/02]
画像:実験用チャンバの光学系 (出所:ICL)
002 - 【物理学】光を物質化する実験開始 - 「ブライト-ホイーラー過程」を実証へ[04/02]

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180402-610233/

143 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/04(月) 02:33:24.00 ID:vENa/hfe.net

光が物質化できるということは、光に質量がないというのは間違いであるという証拠だ、
つまり、質量が無いのではなく、質量を観測できないが正解
物理学の説明は観測した結果として意味を説明する論理ゆえに観測質量がないで嘘を言っているわけではない。

運動量が光速に達したときに物質の因果関係が成立しない、観測できない
その状態を質量がないと言っているだけだ。非観測質量について物理学は一切述べないし
説明してはいけない、このぐらい理解できないから単なる暗記しかできないヴぁカが生まれる。
物理学の観測や観測者を人が観測するとかミスリードするような奴も例外なく頭がおかしい、関係性を説明するときに
観測と言い直しているだけで人が一切介在しなくても観測が成立しなければ物理法則の説明などできない。

154 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/14(木) 15:53:59.53 ID:/Q7U0fip.net

物質ってのは、電磁波が極度に集中して振動(共振?)してる状態だと思うんだがどうだろう
自身の重力によって抜け出せなくなってる、つまりちっちゃいブラックホール的な

しかし2重スリット実験とか見るとある程度広がってるっぽいし違うかなぁ

36 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/05(木) 19:15:43.01 ID:O5/1HtTA.net

https://www.amazon.co.jp/dp/4152090979/
この本おもろかったよ

88 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/07(土) 09:59:00.49 ID:mkYjxKwL.net

>>87
日本語が学問に向いてない理由がそれだよ
漢字の字面を見ただけでわかったつもりになれてしまうから知ったかぶりを量産する欠陥言語だ

104 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/08(日) 04:41:19.69 ID:2pfVWI/Y.net

光子って物質じゃなかったのか
物質の定義がよく分からん

66 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/06(金) 15:20:22.25 ID:vjxtBF2x.net

>>8
それはブロイラー過程だろ

69 :名無しのひみつ:2018/04/06(金) 19:11:34.89 ID:lWQ1nguuC

この宇宙の始まりと同じ現象になったりしてw

167 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/15(金) 17:23:22.51 ID:lKvfaALw.net

>>165
光は古くから単体の波のエネルギーとされているけど、
量子力学の世界だと、単体の光子としても表現できるとされているって話だと思うよ。

量子力学は波のように広がり分布がある各種のエネルギーを、素粒子として表現する
ゲージ粒子という分類の粒子を定義しているし、それらは近年、ヒッグス粒子の存在を
確認する現象を計測したということで、全ての存在がほぼ確実とされているってところ。

今回の実験は、そのうち光というエネルギーのもととなる光子のみを使って、陽子、反陽子
を作り出し計測するというお話。

109 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/08(日) 16:38:03.75 ID:4/rz0dNx.net

ドブロイ波ってかめはめ波みたいだよな

38 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/05(木) 19:26:00.55 ID:S95/GFnD.net

>>34
>正直なとこ、ブラックホールでおこっていそうな反応。
>そこで光が物質化するんじゃないかと推測している。

だな。ブラックホールの質量を計測する方法は無いのだろうか?
吸い込まれた(光)エネルギーが物質化すれば、ブラックホールの質量は取り込まれた質量よりも増えているはず

昔から思っていた
宇宙が閉じているなら、宇宙の反対側?(あるいは中心)にビッグバンのエネルギーが集まって元の状態に戻るのでは?

97 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/07(土) 18:15:28.40 ID:4KsED4vG.net

>>79
よく見なくてもだぞ

131 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/26(木) 12:17:43.46 ID:ZKpJv4um.net

量子と量子がぶつかる瞬間は量子より小さい隙間ができるという矛盾を跳ね返す力が
核融合時のエネルギーでそれをさらに押さえ込もうとすると物質化して最小の空間という矛盾をかき消す。

126 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/12(木) 12:22:24.90 ID:KNgBAGzI.net

レプリケーターが実現する日が来るかもね(笑)

27 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/05(木) 18:29:57.16 ID:Lh2vxhYB.net

一回の実験で装置全壊しそうなイメージ

17 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/05(木) 15:43:48.83 ID:WJk1hOot.net

E=mc^2

165 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/15(金) 16:08:10.08 ID:iJkht/N/.net

波と粒子は違うっていうけどさ
粒子(物質)のふるまいの一つが波じゃね?

47 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/05(木) 22:06:01.59 ID:oa/+rLHc.net

光子どうしはぶつかるのか
てことは光子間で何らかの相互作用があるってこと?

対発生は単に一個の光子が電子/陽電子に気紛れに変わるだけなので
光子どうしの相互作用とは別だと思うんだけど

85 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/07(土) 07:22:58.59 ID:aFw143wK.net

イナビカリ

160 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/15(金) 12:54:56.65 ID:iJkht/N/.net

光から何もないところに物質作っちゃうのかよ
魔法だろ

15 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/05(木) 14:51:15.78 ID:wfGCCOKK.net

電子から光が出るのだから、逆もありだよな。

153 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/14(木) 09:43:09.56 ID:MOwM3Kiu.net

>>152
何言ってんだこいつ

144 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/04(月) 09:23:05.13 ID:D7mnrc0g.net

光に質量はあるよ

78 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/06(金) 23:49:22.91 ID:hCeXc22h.net

>>8
>>66
ワロタ

136 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/15(火) 02:45:35.56 ID:eqMQjW5g.net

>>116
低学歴だと、発言文字数が減るって知っている?

138 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/02(土) 22:37:50.98 ID:HeBgIWug.net

光って波だろ?
波と波をどうやって衝突させられるんだ?

24 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/05(木) 17:37:52.25 ID:JC8Zx+WS.net

アキラの覚醒ってこの論理かな?

4 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/05(木) 12:12:18.13 ID:OhAEVbBI.net

原子アセンブラーか

20 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/05(木) 16:39:33.83 ID:FenebbMn.net

>7>19
そうだよ、感動だよね!
等しいエネルギーの物質に置換されなければならない
この過程は是非とも知りたいな
知識でも数字でもなく実験を見て、可能な限りひっくり返るその瞬間を

37 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/05(木) 19:24:49.53 ID:RvVTovPT.net

どっかの誰か「光あれ!」

29 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/05(木) 18:35:06.98 ID:lr7d7qdW.net

何の役に立つのかわからん
物質を光にして転送出来る?

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