त्यसैले त्यो शून्यता शून्यता हुन छाड्छ

भ्याकुम भनेको यस्तो ठाउँ हो जहाँ, नदेखे तापनि, धेरै हुन्छ। जे होस्, वास्तवमा के पत्ता लगाउन यति धेरै ऊर्जा चाहिन्छ कि भर्चुअल कणहरूको संसारमा हालसम्म वैज्ञानिकहरूलाई हेर्न असम्भव देखिन्थ्यो। जब कोही मानिसहरू यस्तो अवस्थामा रोकिन्छन्, अरूलाई प्रयास गर्न प्रोत्साहित गर्न असम्भव छ।

क्वान्टम सिद्धान्तका अनुसार, खाली ठाउँ भर्चुअल कणहरूले भरिएको हुन्छ जुन अस्तित्व र गैर-अस्तित्वको बीचमा पल्सेट हुन्छ। तिनीहरू पनि पूर्ण रूपमा पत्ता लगाउन नसकिने छन् - जबसम्म हामीसँग तिनीहरूलाई फेला पार्नको लागि केही शक्तिशाली थिएन।

"सामान्यतया, जब मानिसहरू शून्यताको बारेमा कुरा गर्छन्, तिनीहरूको अर्थ पूर्ण रूपमा खाली भएको कुरा हो," स्वीडेनको गोथेनबर्गमा रहेको चाल्मर्स युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजीका सैद्धान्तिक भौतिकशास्त्री म्याटियास मार्कलन्डले न्युसाइन्टिस्टको जनवरी अंकमा भने।

यो बाहिर जान्छ कि लेजर देखाउन सक्छ कि यो सबै खाली छैन।

सांख्यिकीय अर्थमा इलेक्ट्रोन

भर्चुअल कणहरू क्वान्टम क्षेत्र सिद्धान्तहरूमा एक गणितीय अवधारणा हो। तिनीहरू भौतिक कणहरू हुन् जसले अन्तरक्रिया मार्फत आफ्नो उपस्थिति प्रकट गर्दछ, तर जनको खोलको सिद्धान्तलाई उल्लङ्घन गर्दछ।

भर्चुअल कणहरू रिचर्ड फेनम्यानको कार्यहरूमा देखा पर्दछ। उनको सिद्धान्त अनुसार, प्रत्येक भौतिक कण वास्तवमा भर्चुअल कणहरूको समूह हो। भौतिक इलेक्ट्रोन वास्तवमा भर्चुअल फोटोनहरू उत्सर्जन गर्ने भर्चुअल इलेक्ट्रोन हो, जुन भर्चुअल इलेक्ट्रोन-पोजिट्रोन जोडीहरूमा क्षय हुन्छ, जसले भर्चुअल फोटोनहरूसँग अन्तरक्रिया गर्दछ - र यस्तै अनन्त रूपमा। "भौतिक" इलेक्ट्रोन भर्चुअल इलेक्ट्रोनहरू, पोजिट्रोनहरू, फोटोनहरू, र सम्भवतः अन्य कणहरू बीचको अन्तरक्रियाको निरन्तर प्रक्रिया हो। इलेक्ट्रोनको "वास्तविकता" एक सांख्यिकीय अवधारणा हो। यो सेट को कुन भाग साँच्चै वास्तविक हो भन्न असम्भव छ। यो केवल थाहा छ कि यी सबै कणहरूको चार्जको योगले इलेक्ट्रोनको चार्जमा परिणत हुन्छ (अर्थात, सरल भाषामा भन्नुपर्दा, त्यहाँ भर्चुअल पोजिट्रोनहरू भन्दा एक बढी भर्चुअल इलेक्ट्रोन हुनुपर्दछ) र त्यो द्रव्यमानको योगफल। सबै कणहरूले इलेक्ट्रोनको द्रव्यमान सिर्जना गर्दछ।

इलेक्ट्रोन-पोजिट्रोन जोडीहरू भ्याकुममा बनाइन्छ। कुनै पनि सकारात्मक चार्ज गरिएको कण, जस्तै प्रोटोनले यी भर्चुअल इलेक्ट्रोनहरूलाई आकर्षित गर्नेछ र पोजिट्रोनहरूलाई (भर्चुअल फोटोनको सहायताले) लाई हटाउनेछ। यो घटना भ्याकुम ध्रुवीकरण भनिन्छ। प्रोटोनद्वारा घुमाइएको इलेक्ट्रोन-पोजिट्रोन जोडीहरू

तिनीहरू साना द्विध्रुवहरू बनाउँछन् जसले प्रोटोनको क्षेत्रलाई तिनीहरूको विद्युतीय क्षेत्रसँग परिवर्तन गर्दछ। हामीले मापन गर्ने प्रोटोनको विद्युतीय चार्ज प्रोटोनको होइन, तर भर्चुअल जोडीहरू सहित सम्पूर्ण प्रणालीको हो।

भ्याकुममा लेजर

भर्चुअल कणहरू अवस्थित छन् भनी हामीले विश्वास गर्नुको कारण क्वान्टम इलेक्ट्रोडायनामिक्स (QED) को आधारशिलामा फिर्ता जान्छ, भौतिक विज्ञानको एक शाखा जसले इलेक्ट्रोनहरूसँग फोटोनको अन्तरक्रियाको व्याख्या गर्ने प्रयास गर्छ। यो सिद्धान्त 30 मा विकसित भएदेखि, भौतिकशास्त्रीहरू गणितीय रूपमा आवश्यक तर देख्न, सुन्न वा महसुस गर्न नसकिने कणहरूको समस्यालाई कसरी समाधान गर्ने भनेर सोचिरहेका छन्।

QED ले देखाउँछ कि सैद्धान्तिक रूपमा, यदि हामीले पर्याप्त रूपमा बलियो विद्युतीय क्षेत्र सिर्जना गर्छौं भने, भर्चुअल सँगै इलेक्ट्रोनहरू (वा इलेक्ट्रोन भनिने सांख्यिकीय समूह बनाउने) तिनीहरूको उपस्थिति प्रकट गर्नेछ र तिनीहरूलाई पत्ता लगाउन सम्भव हुनेछ। यसको लागि आवश्यक ऊर्जा Schwinger सीमा भनेर चिनिने सीमामा पुग्न र नाघ्नुपर्दछ, जसलाई लाक्षणिक रूपमा व्यक्त गरिएको छ, भ्याकुमले यसको क्लासिक गुणहरू गुमाउँछ र "खाली" हुन छोड्छ। किन यति सरल छैन? अनुमानहरू अनुसार, ऊर्जाको आवश्यक मात्रा विश्वका सबै पावर प्लान्टहरूले उत्पादन गरेको कुल ऊर्जा जत्तिकै हुनुपर्दछ - अर्को अरबौं गुणा।

कुरा हाम्रो पहुँचभन्दा बाहिरको देखिन्छ। जस्तो कि यो बाहिर जान्छ, तथापि, गत वर्षको नोबेल पुरस्कार विजेताहरू, जेरार्ड मोउरो र डोना स्ट्रिकल्याण्डले 80 मा विकसित गरेको अल्ट्रा-सर्ट, उच्च-तीव्रता अप्टिकल पल्सको लेजर प्रविधि प्रयोग गरेमा आवश्यक छैन। मोउरो आफैंले खुलेरै भनेका छन् कि यी लेजर सुपरशटहरूमा प्राप्त गीगा-, टेरा- र यहाँसम्म कि पेटवाट शक्तिहरूले शून्यता तोड्ने अवसर सिर्जना गर्दछ। युरोपेली कोषहरूद्वारा समर्थित र रोमानियामा विकसित भएको चरम लाइट इन्फ्रास्ट्रक्चर (ELI) परियोजनामा ​​उहाँका अवधारणाहरू मूर्तरूपमा थिए। बुखारेस्ट नजिकै दुई 10-पेटवाट लेजरहरू छन् जुन वैज्ञानिकहरूले Schwinger सीमालाई पार गर्न प्रयोग गर्न चाहन्छन्।

यद्यपि, यदि हामीले ऊर्जा सीमितताहरू तोड्न व्यवस्थापन गर्यौं भने, परिणाम - र अन्ततः भौतिकशास्त्रीहरूको आँखामा के देखा पर्नेछ - अत्यधिक अनिश्चित रहन्छ। भर्चुअल कणहरूको मामलामा, अनुसन्धान पद्धति असफल हुन थाल्छ, र गणनाहरूले अब कुनै अर्थ राख्दैन। एक साधारण गणनाले यो पनि देखाउँछ कि दुई ELI लेजरहरूले धेरै कम ऊर्जा उत्पन्न गर्छन्। चारवटा संयुक्त बन्डलहरू पनि आवश्यकभन्दा १०,००० गुणा कम छन्। यद्यपि, वैज्ञानिकहरू यसबाट निरुत्साहित छैनन्, किनभने तिनीहरूले यो जादुई सीमालाई तीव्र एक-अफ सीमा होइन, तर क्रमशः परिवर्तनको क्षेत्र मान्दछन्। त्यसैले तिनीहरू ऊर्जाको सानो मात्रामा पनि केही भर्चुअल प्रभावहरूको आशा गर्छन्।

लेजर किरणहरू बलियो बनाउन अनुसन्धानकर्ताहरूसँग विभिन्न विचारहरू छन्। ती मध्ये एक प्रकाशको गतिमा यात्रा गर्ने मिररहरू प्रतिबिम्बित र एम्प्लिफाइ गर्ने बरु विदेशी अवधारणा हो। अन्य विचारहरूमा इलेक्ट्रोन बीमहरूसँग फोटोन बीमहरू टक्कर गरेर, वा लेजर बीमहरू टकराएर बीमहरू विस्तार गर्ने समावेश छन्, जुन साङ्घाईको चिनियाँ स्टेशन अफ एक्स्ट्रिम लाइट अनुसन्धान केन्द्रका वैज्ञानिकहरूले गर्न चाहेको बताइएको छ। फोटन्स वा इलेक्ट्रोनहरूको ठूलो टक्कर एउटा नयाँ र रोचक अवधारणा हो जुन अवलोकन गर्न लायक छ।