Одним из выдающихся предсказаний квантовой физики является возможность генерации материи из света, а именно из фотонов. Астрономические объекты, известные как пульсары, предоставляют подтверждение этой теории, демонстрируя, что материя может возникнуть из света. Исследование, опубликованное в Physical Review Letters, представляет собой моделирование условий, при которых столкновение фотонов с фотонами становится возможным, исключительно с использованием лазеров. Это предоставляет перспективы для дальнейшего тестирования основных принципов квантовой физики и состава Вселенной.

Исследователи из Университета Осаки создали модель, в которой лазеры могут способствовать столкновению фотонов, что теоретически представляет собой фундаментальный механизм формирования материи. Лазеры, доступные в настоящее время, обеспечивают простоту и доступность в экспериментах, что делает этот метод перспективным кандидатом для будущих экспериментов.

Теоретически, столкновение фотонов важно для формирования материи в соответствии с уравнением Эйнштейна E=mc². Исследователи представили возможность создания материи из света, используя высокоскоростное ускорение ионов металлов при столкновениях друг с другом. Однако, из-за необходимости высокой мощности лазеров, экспериментальное достижение этого в современных лабораториях с использованием только лазерного света представляется сложной задачей.

Моделирование процесса стало шагом к возможному экспериментальному прорыву, предоставляя понимание того, как можно достичь подобного явления в лаборатории. Специалисты считают, что экспериментальная реализация этой техники станет возможной в ближайшем будущем. Руководитель исследования, доктор Сугимото, объясняет, что при воздействии интенсивных лазерных полей плотная плазма может организоваться в фотон-фотонный коллайдер, обладающий высокой плотностью гамма-лучей.

В результате столкновений фотонов в этом коллайдере формируются электрон-позитронные пары, а позитроны ускоряются плазменным электрическим полем, созданным лазером. Таким образом, происходит генерация потока позитронов. Это моделирование предоставляет первый взгляд на ускорение позитронов в условиях линейного процесса Брейта-Уиллера при релятивистских скоростях. Ученые надеются на практическую реализацию этой техники в ближайшее время, что, возможно, откроет новые горизонты в изучении состава Вселенной и фундаментальных принципов физики.