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

Né được cường địch vì thảm bại, U23 Việt Nam hoang mang tiến vào tứ kết

Thứ 4, 24/04/2024 00:29
HLV Hoàng Anh Tuấn khó lòng kê cao gối ngủ và người hâm mộ cũng chẳng thể hài lòng sau trận thua “lấm lưng trắng bụng” của U23 Việt Nam.

Phát hiện hòn đảo chỉ cách đất liền 25km, nơi duy nhất ở Việt Nam có bãi tắm đôi nóng - lạnh khiến giới trẻ mê mẩn

Thứ 4, 24/04/2024 00:01
Bạn sẽ ngỡ ngàng khi đặt chân đến bãi tắm đôi, một bên nóng một bên lạnh, ở giữa là bãi cát trắng trải dài này.

Công ty con của “gã khổng lồ” Abbott trên sàn chứng khoán Việt Nam lãi lớn quý 1, tiếp tục truyền thống cổ tức “đều như vắt tranh”

Thứ 3, 23/04/2024 23:59
Abbott hoàn tất thâu tóm doanh nghiệp dược phẩm của Việt Nam vào năm 2016 với số tiền bỏ ra ước tính khoảng 400 tỷ. Đến nay, giá trị số cổ phần này đã lên đến 1.150 tỷ đồng, gấp gần 3 lần khoản đầu tư ban đầu, chưa kể cổ tức "khủng" hàng năm với tỷ lệ cao.

Một trường quốc tế “chuẩn như phim Mỹ” tại Hà Nội: học phí hơn nửa tỷ đồng/năm, dạy đủ các môn quý tộc như bắn cung, mới hoạt động đã có học sinh đỗ Yale, Stanford

Thứ 3, 23/04/2024 23:53
Trong vài năm qua, các học sinh của trường đã trúng tuyển vào hàng loạt trường top đầu nước Mỹ.

HLV Uzbekistan lộ biểu cảm khó tả, không cười dù đội nhà liên tục sút tung lưới U23 Việt Nam

Thứ 3, 23/04/2024 23:44
U23 Uzbekistan liên tiếp ghi tới 3 bàn thắng vào lưới U23 Việt Nam chỉ trong hiệp 1. Tuy nhiên HLV Timur Kapadze lại đón nhận điều này một cách khá bình thản.
     
Nổi bật trong ngày

Tai nạn khiến 7 người tử vong ở Nhà máy xi măng Yên Bái diễn ra như thế nào?

Thứ 3, 23/04/2024 07:12
Chiều 22/4, máy nghiền gặp sự cố về điện khiến 7 công nhân đang bảo dưỡng, sửa chữa bên trong tử vong.

Được trả lương đến gần 2 tỷ đồng/năm nhưng nhân viên công nghệ Trung Quốc khốn khổ vì áp lực, về nhà lúc 6 giờ tối là "quá sớm"

Thứ 3, 23/04/2024 09:34
Văn hóa làm việc ‘996’ đang khiến nhiều nhân viên công nghệ Trung Quốc căng thẳng cả về mặt thể chất và tinh thần.

Tại sao máu người lại có màu xanh lục khi xuống dưới đại dương sâu thẳm?

Thứ 3, 23/04/2024 10:46
Thực chất, con người không cần phải xuống quá sâu dưới đáy đại dương trước khi máu chuyển sang màu xanh.

Vì sao máy bay phải tắt đèn trong cabin khi cất cánh và hạ cánh

Thứ 3, 23/04/2024 12:49
Việc tắt đèn khi máy bay chuẩn bị cất cánh và hạ cánh đã trở thành một chu trình quen thuộc với những người thường xuyên sử dụng loại phương tiện này.

10 vị thần Hy Lạp hùng mạnh nhất sẽ xuất hiện trong Hades 2 (P2)

Thứ 3, 23/04/2024 15:09
Sau đây là 10 vị thần Hy Lạp hùng mạnh, được nhà phát hành tiết lộ sẽ có mặt trong Hades 2.
xe.nguoiduatin.vn