Mô phỏng công thức của Einstein, các nhà khoa học chứng minh ánh sáng có thể tạo nên vật chất

Thứ 3, 02/01/2024 14:06
Nếu được chứng minh bằng thực nghiệm, đây sẽ là một lời khẳng định nữa cho công thức nổi tiếng của Einstein.

Công thức nổi tiếng của nhà vật lý Einstein, E=mc2, đã thiết lập nên mối quan hệ giữa khối lượng và năng lượng, trong đó, năng lượng của một vật nào đó bằng khối lượng của nó nhân với bình phương tốc độ ánh sáng. Công thức đơn giản này đã mở đường cho nhân loại biến nhiều loại vật chất thành các loại hình năng lượng mới chưa từng biết đến trước đây.

Nhưng nếu đặt ngược lại vấn đề, liệu ánh sáng và năng lượng có biến được thành vật chất như mô tả trong công thức của Einstein hay không?

Một nhóm các nhà khoa học tại các trường Đại học Osaka và Đại học UC San Diego gần đây đã thực hiện một mô phỏng về va chạm giữa các hạt photon ánh sáng khi dùng tia laser. Kết quả mô phỏng cho thấy, các vụ va chạm này sẽ tạo ra các cặp hạt electron và positron. Các positron – các hạt có đặc tính ngược với electron – sau đó sẽ được tăng tốc trong điện trường của tia laser để tạo ra một chùm các hạt positron.

Mô phỏng công thức của Einstein, các nhà khoa học chứng minh ánh sáng có thể tạo nên vật chất- Ảnh 1.

Alexey Aerfiev, nhà vật lý tại Đại học UC San Diego và là đồng tác giả của nghiên cứu này, cho biết: "Chúng tôi cảm thấy đề xuất của chúng tôi hoàn toàn khả thi về mặt thử nghiệm, và chúng tôi đang tìm cách thực hiện trong thế giới thực."

Theo tài liệu của nghiên cứu, việc thử nghiệm trong thế giới thực là điều khả thi, căn cứ vào khả năng triển khai laser mật độ cao của hiện tại. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các mô phỏng để kiểm tra các khả năng thực hiện thí nghiệm nói trên và tìm được một giải pháp hấp dẫn. Một máy tạo va chạm sử dụng quy trình Breit-Wheeler để sản sinh ra vật chất, nghĩa là nó có thể hủy các tia plasma để sản sinh ra các cặp hạt positron-electron.

Điều này cũng tồn tại trong các hiện tượng vật lý cực đoan – ví dụ nơi các ngôi sao sinh ra và chết đi, nơi thời gian đứng yên – thường tồn tại ở những nơi xa xôi trong vũ trụ. Năm 2021, một nhóm các nhà nghiên cứu khác cho rằng trong lõi của các ngôi sao neutron – một trong các giai đoạn cuối của những ngôi sao siêu lớn trước khi sụp đổ hoàn toàn – thường có mật độ vật chất vô cùng đặc, cũng có thể xảy ra những hiện tượng tương tự như mô phỏng trên. Tại đây, các hạt vật chất tối có thể chuyển đổi thành các photon ánh sáng.

Mô phỏng công thức của Einstein, các nhà khoa học chứng minh ánh sáng có thể tạo nên vật chất- Ảnh 2.

Các sao neutron xoay với tốc độ cực nhanh được gọi là các sao pulsar, và môi trường năng lượng siêu cao của chúng là nơi ánh sáng có thể tạo ra vật chất. Theo NASA, các sao pulsar có thể xoay với tốc độ hàng nghìn vòng mỗi giây, phát ra các tia gamma và là một trong những vật thể có từ trường mạnh nhất được biết đến.

Các sao pulsar được xem như các công cụ hữu ích để đo lường sóng hấp dẫn trong không gian. Đầu năm nay, 5 nhóm nghiên cứu khác nhau về sao pulsar cho biết đã tìm thấy điều được họ cho là cái nhìn đầu tiên về nền sóng hấp dẫn – về cơ bản, là những tiếng thì thầm liên tục của sóng hấp dẫn đang tạo ra các gợn sóng của không thời gian ở mức độ gần như không thể thấy được.

Cho dù rất khó quan sát được từ xa phía trong và ngoài của sao pulsar, nhưng các nhà vật lý cho rằng có thể mô phỏng được chúng.

Ông Vyacheslav Lukin, giám đốc chương trình của Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ cho biết: "Nghiên cứu này cho thấy tiềm năng của việc khám phá các bí ẩn trong vũ trụ với điều kiện của phòng thí nghiệm. Những khả năng trong tương lai của các cơ sở laser năng lượng cao hiện tại và sắp tới sẽ trở nên ngày càng hấp dẫn hơn."

Nếu được thực hiện thành công, thí nghiệm này cũng sẽ mở ra một cách thức mới để hiểu sâu hơn về vũ trụ, bằng cách đưa các hiện tượng vật lý xảy ra ở những nơi xa xôi vào trong môi trường của phòng thí nghiệm. Nhưng để điều đó xảy ra, trước tiên các nhà khoa học cần tìm cách thực hiện được thử nghiệm nói trên.

Nguyễn Hải

Cùng chuyên mục

34 tuổi, bỏ căn hộ đi thuê 15 triệu/tháng để về sống với bố mẹ

Thứ 7, 07/11/2026 11:55
Sau một thời gian làm việc và thuê nhà bên ngoài, nhiều người mới nhận ra ở với bố mẹ vẫn là phương án tốt nhất.

Hơn 40 con cá voi hoa tiêu chết hàng loạt trên bờ biển New Zealand

Thứ 7, 07/11/2026 11:10
Hơn 40 con cá voi hoa tiêu được phát hiện mắc cạn trên một bãi biển ở New Zealand và không con nào sống sót. Lực lượng cứu hộ mô tả đây là sự việc đau lòng, gây nhiều khó khăn cho những người tham gia ứng cứu.

Xe điện lớn nhất của Volvo ra mắt Việt Nam, đi 625 km/sạc

Thứ 7, 07/11/2026 10:52
Volvo EX90 vừa chính thức ra mắt tại Việt Nam với mức giá 3,5 tỷ đồng, thu hút sự chú ý của giới mê xe sang. Đây là mẫu SUV thuần điện cỡ lớn, sở hữu kích thước tương đương với XC90, hứa hẹn mang đến trải nghiệm đẳng cấp cho người dùng.

Ra lệnh bắt tạm giam Nguyễn Minh Ý cùng 5 người khác liên quan đến số tiền 800.000.000 đồng

Thứ 7, 07/11/2026 10:45
Các đối tượng bị khởi tố, bắt tạm giam để điều tra, làm rõ về hành vi can tội cưỡng đoạt tài sản.

Đăng tin báo chốt CSGT trên Facebook để tài xế né kiểm tra, người đàn ông bị phạt 7,5 triệu đồng

Thứ 7, 07/11/2026 10:44
Một người đàn ông tại Phú Thọ bị xử phạt hành chính sau khi đăng tải thông tin về vị trí tuần tra, kiểm soát của lực lượng Cảnh sát giao thông lên mạng xã hội.
     
Nổi bật trong ngày

Cửa sổ kính cường lực nên dùng loại nào? Nên dùng cửa mở hất, mở quay hay cửa lùa?

Thứ 6, 06/11/2026 06:00
Ngoài loại cửa sổ truyền thống, còn gọi là cửa mở quay thì cửa sổ kính cường lực còn có những loại khác nữa. Vậy trong các loại cửa này, đâu mới là loại có nhiều ưu điểm mà bạn nên lựa chọn?

Một chú mèo vượt 30km, đến bằng được NEU 'để học kinh tế'

Thứ 6, 06/11/2026 07:54
Chú mèo bất ngờ xuất hiện trong khuôn viên Đại học Kinh tế Quốc dân (NEU), khiến một bạn sinh viên thích thú chụp ảnh và đùa rằng bé mèo đang “đi học”.

Bác sĩ cảnh báo 6 dấu hiệu ung thư phổi dễ bị nhầm với thay đổi thời tiết, nhiều người bỏ qua

Thứ 6, 06/11/2026 07:55
Nhiều dấu hiệu ung thư phổi giai đoạn đầu dễ bị bỏ qua, bởi chúng thường bị nhầm với những vấn đề sức khỏe thông thường hoặc do thời tiết thay đổi.

Chính phủ Anh quảng bá AI mang lại 400 tỷ bảng, hỏi ra mới biết: Tất cả vẫn nằm trên giấy

Thứ 6, 06/11/2026 07:56
Suốt gần hai năm, giới chức Anh quảng bá viễn cảnh AI mang lại 400 tỷ bảng cho nền kinh tế. Khi bị chất vấn về nguồn gốc, chính phủ mới làm rõ đây là dự báo từ nghiên cứu do Google đặt hàng, còn ước tính mới nhất của chính họ thấp hơn nhiều.

'Vua son môi' Trung Quốc livestream bán 2.000 tỷ Token AI trong 30 phút, mở màn cho kỷ nguyên mua tài nguyên tính toán như... nạp thẻ điện thoại

Thứ 6, 06/11/2026 07:58
Trong bối cảnh cơn sốt AI đang bao trùm toàn cầu, ngành công nghiệp livestream Trung Quốc vừa chứng kiến một bước ngoặt lịch sử, lần đầu tiên trong một sự kiện chốt đơn, sản phẩm được săn đón nhất không còn là mỹ phẩm hay hàng tiêu dùng, mà là token.