Les scientifiques créent de la matière à partir de la lumière en utilisant l’équation d’Albert Einstein

Les Scientifiques Créent De La Matière à Partir De La

Peut-être l’équation la plus connue dans le monde de la physique, la « E = m.c² », postulée par Albert Einstein en 1905, a servi de base aux scientifiques pour créer de la matière à partir de la lumière, dans une étude publiée dans Lettres d’examen physique. La formule indique que l’énergie est égale à la masse multipliée par la vitesse de la lumière au carré.

La méthode, cependant, suivait un petit « raccourci », utilisant des ions au lieu de photons (particules légères), en raison des obstacles technologiques actuels : en gros, l’équation d’Einstein dit que deux particules lumineuses (photons) sont suffisamment chargées lorsqu’elles sont projetées l’une contre l’autre, elles peut créer de la matière sous la forme d’un électron et d’un positron – essentiellement, le négatif et le positif.

Lire aussi

Illustration montrant deux photons, des particules légères qui, selon Albert Einstein, peuvent générer de la matière s'ils entrent en collision à une vitesse extrême
Les photons, qui sont des particules de lumière, peuvent générer de la matière s’ils entrent en collision à une vitesse extrême : pour la première fois, des scientifiques ont pu l’observer de manière pratique, mais une idée était déjà anticipée par Albert Einstein au début du 20e siècle. . Image : Jurik Peter/

Cependant, ce processus est extrêmement difficile à observer. Les photons doivent nécessairement être des rayons gamma hautement énergisés – le genre de chose que nous ne sommes pas encore capables de créer. Une alternative à cela a été proposée en 1934 par les physiciens Gregory Breit et John Wheeler, suggérant l’utilisation d’ions.

« Dans l’article original, Breit et Wheeler avaient déjà réalisé que le choc photonique est presque impossible à faire », a déclaré Zhangbu Xu, du laboratoire de Brookhaven. « Le laser n’existait même pas à l’époque, mais ils proposaient déjà une alternative à l’accélération des ions lourds. Et c’est exactement ce que nous faisons ici au RHIC ».

« RHIC », dans ce cas, est l’acronyme en anglais de « Relative Heavy Ion Collider ». Ce que les scientifiques ont fait, c’est augmenter – beaucoup – la vitesse des ions, qui sont des noyaux atomiques sans leurs électrons (c’est-à-dire qu’ils ont une charge positive). L’accélération, cependant, n’était pas au point de choc, mais de sorte que deux ions passaient près l’un de l’autre.

En effet, les ions, lorsqu’ils sont accélérés, se déplacent à une vitesse très proche de celle que nous observons avec la lumière, générant un champ électromagnétique autour d’eux. A l’intérieur de ce champ se trouvent ce que l’on pourrait appeler des « faux photons ». Pas exactement les particules de lumière qu’Einstein convoitait, mais quelque chose qui s’en rapproche. Les experts appellent cela des « photons virtuels ».

À partir de là, les « techniques » de la physique entrent en scène : selon ce que Xu a expliqué à Phys.org, les particules virtuelles « n’existent » qu’un bref instant, comme des perturbations qui surviennent dans les champs magnétiques entre deux particules réelles. Dans cette expérience, lorsque les ions passaient près les uns des autres mais ne se heurtaient pas, les « nuages ​​» magnétiques contenant les photons virtuels étaient si rapides qu’ils agissaient comme s’ils étaient réels.

Le résultat de cela est venu lorsque ces particules virtuelles prétendant être de vraies frappes et ont produit une paire électron-positon que les scientifiques ont pu détecter. De cette façon, ils ont réussi à démontrer la proposition de Breit-Wheeler.

De plus, les niveaux d’énergie mesurés sont cohérents avec les estimations placées par l’équation d’Einstein, c’est-à-dire proches des nombres qui seraient atteints par de vrais photons.

J’ai regardé nos nouvelles vidéos sur Youtube? Abonnez-vous à notre chaîne !