Gus an sguir am falamh sin de bhith na fhalamh
de theicneòlas

Gus an sguir am falamh sin de bhith na fhalamh

Tha falamh na àite far am bi tòrr a’ tachairt, eadhon ged nach fhaic thu e. Ach, gus faighinn a-mach dè dìreach a tha feumach air uimhir de lùth is gu robh e coltach gu robh e do-dhèanta gu o chionn ghoirid do luchd-saidheans coimhead a-steach do shaoghal mìrean brìgheil. Nuair a stadas cuid de dhaoine ann an suidheachadh mar sin, tha e eu-comasach do dhaoine eile am brosnachadh gus feuchainn.

A rèir teòiridh cuantamach, tha àite falamh air a lìonadh le mìrean brìgheil a bhios a’ brùthadh eadar a bhith agus neo-bhith. Tha iad cuideachd gu tur neo-aithnichte - mura robh rudeigin cumhachdach againn ri lorg.

“Mar as trice, nuair a bhios daoine a’ bruidhinn mu dheidhinn falamh, tha iad a ’ciallachadh rudeigin a tha gu tur falamh," thuirt am fiosaig teòiridheach Mattias Marklund bho Oilthigh Teicneòlais Chalmers ann an Gothenburg, an t-Suain, ann an iris Faoilleach de NewScientist.

Tha e coltach gum faod an leusair sealltainn nach eil e cho falamh idir.

Electron ann an seagh staitistigeil

Tha mìrean mas-fhìor nam bun-bheachd matamataigeach ann an teòiridhean raon cuantamach. Is e mìrean fiosaigeach a th’ annta a tha a’ nochdadh an làthaireachd tro eadar-obrachaidhean, ach a bhriseas prionnsapal slige a’ mhàs.

Bidh mìrean mas-fhìor a’ nochdadh ann an obair Richard Feynman. A rèir a theòiridh, tha gach mìrean corporra gu dearbh na cho-chruinneachadh de ghràineanan brìgheil. Tha electron fiosaigeach dha-rìribh na electron brìgheil a ’sgaoileadh photons brìgheil, a bhios a’ dol sìos gu paidhrichean dealanach-positron brìgheil, a bhios an uair sin ag eadar-obrachadh le photons brìgheil - agus mar sin air adhart gun chrìoch. Tha an dealan “corporra” na phròiseas leantainneach de eadar-obrachadh eadar dealanan brìgheil, positrons, photons, agus is dòcha mìrean eile. Is e bun-bheachd staitistigeil a th’ ann an “fìrinn” dealanach. Chan urrainnear a ràdh dè am pàirt den t-seata seo a tha dha-rìribh fìor. Chan eil fios ach gu bheil suim chosgaisean nam mìrean sin uile a’ leantainn gu cosgais an dealanach (ie, airson a chuir gu sìmplidh, feumaidh aon dealanan brìgheil a bharrachd a bhith ann na tha positronan brìgheil) agus gu bheil suim nan tomadan de bidh na mìrean uile a’ cruthachadh tomad an dealanach.

Bidh paidhrichean electron-positron air an cruthachadh anns a’ bheàrn. Bidh gràin sam bith le cosgais dearbhach, me proton, a’ tàladh na dealanan brìgheil sin agus a’ cuir às do positrons (le cuideachadh bho photons brìgheil). Canar polarachadh falamh ris an iongantas seo. Paidhrichean electron-positron air an cuairteachadh le proton

bidh iad a’ cruthachadh dipoles beaga a bhios ag atharrachadh raon a’ phroton leis an raon dealain aca. Mar sin chan e cosgais dealain a’ phroton a tha sinn a’ tomhas a th’ aig a’ phroton fhèin, ach an siostam gu lèir, a’ gabhail a-steach na càraidean mas-fhìor.

Leusair a-steach gu vacuum

Tha an adhbhar a tha sinn den bheachd gu bheil gràineanan brìgheil ann a’ dol air ais gu bunaitean quantum electrodynamics (QED), meur de fhiosaig a tha a’ feuchainn ri eadar-obrachadh photons le dealanan a mhìneachadh. Bho chaidh an teòiridh seo a leasachadh anns na 30n, tha fiosaigs air a bhith a’ faighneachd ciamar a dhèiligeas iad ri duilgheadas mìrean a tha riatanach gu matamataigeach ach nach fhaicear, nach cluinnear no a dh’fhairicheas iad.

Tha an QED a’ sealltainn, gu teòiridheach, ma chruthaicheas sinn raon dealain làidir gu leòr, gun nochd na dealanan brìgheil a tha nan cois (no a’ dèanamh suas conglomerate staitistigeil ris an canar electron) an làthaireachd agus bidh e comasach an lorg. Feumaidh an lùth a tha a dhìth airson seo ruighinn agus a dhol thairis air a’ chrìoch ris an canar crìoch Schwinger, agus seachad air sin, mar a tha e air a chuir an cèill gu fìrinneach, bidh am falamh a ’call a fheartan clasaigeach agus a’ sgur a bhith “falamh”. Carson nach eil e cho sìmplidh sin? A rèir nam barailean, feumaidh an ìre de lùth a tha a dhìth a bhith cho mòr ris an lùth iomlan a bhios gach ionad cumhachd san t-saoghal a’ dèanamh - billean uair eile.

Tha coltas gu bheil an rud taobh a-muigh ar ruigsinneachd. Mar a thionndaidh e, ge-tà, chan ann gu riatanach ma chleachdas duine an dòigh laser de bhuillean optigeach ultra-ghoirid, àrd-dian, a chaidh a leasachadh anns na 80n le buannaichean Duais Nobel an-uiridh, Gérard Mourou agus Donna Strickland. Thuirt Mourou fhèin gu fosgailte gu bheil na cumhachdan giga-, tera-, agus eadhon petawatt a chaidh a choileanadh anns na supershots laser sin a’ cruthachadh cothrom am beàrn a bhriseadh. Chaidh na bun-bheachdan aige a thoirt a-steach don phròiseact Bun-structair Solais Anabarrach (ELI), le taic bho airgead Eòrpach agus air a leasachadh ann an Romania. Tha dà leusair 10-petawatt faisg air Bucharest a tha luchd-saidheans airson a chleachdadh gus faighinn thairis air crìoch Schwinger.

Ach, eadhon ged a thèid againn air na crìochan lùtha a bhriseadh, tha an toradh - agus na bhios mu dheireadh a’ nochdadh ann an sùilean fiosaigs - fhathast gu math mì-chinnteach. A thaobh mìrean mas-fhìor, tha modh-obrach an rannsachaidh a’ tòiseachadh a’ fàiligeadh, agus chan eil an àireamhachadh a’ dèanamh ciall tuilleadh. Tha àireamhachadh sìmplidh cuideachd a’ sealltainn gu bheil an dà leusair ELI a’ gineadh ro bheag de lùth. Tha eadhon ceithir pasganan aonaichte fhathast 10 uair nas lugha na tha riatanach. Ach, chan eil luchd-saidheans air am mì-mhisneachadh le seo, seach gu bheil iad den bheachd nach e crìoch draoidheil a th 'anns a' chrìoch draoidheachd seo, ach raon atharrachaidh mean air mhean. Mar sin tha iad an dòchas cuid de bhuaidhean brìgheil eadhon le dòsan nas lugha de lùth.

Tha diofar bheachdan aig luchd-rannsachaidh airson na sailean laser a neartachadh. Is e aon dhiubh am bun-bheachd caran annasach mu bhith a’ nochdadh agus ag àrdachadh sgàthanan a bhios a’ siubhal aig astar an t-solais. Tha beachdan eile a’ toirt a-steach a bhith ag àrdachadh nan sailean le bhith a’ bualadh sailean photon le sailean eileagtronaigeach, no a’ bualadh air sailean leusair, a thathar ag ràdh a tha luchd-saidheans aig ionad rannsachaidh Stèisean Solais Aotrom Shìona ann an Shanghai airson a dhèanamh. Is e bun-bheachd ùr inntinneach a th’ ann an inneal-bualaidh mòr de photons no dealanan agus is fhiach coimhead air.

Cuir beachd ann