Close Menu
Український телекомунікаційний портал
    Facebook X (Twitter) Instagram Threads
    Український телекомунікаційний портал
    • Новини
    • Мобільна техніка
    • Технології
    • ПЗ
    • Наука
    • Транспорт
    • Дім
    • Обладнання
    • Здоров’я
    Facebook X (Twitter) YouTube Telegram
    Український телекомунікаційний портал
    Home»Новини»Наука»Вчені створили світло з «темряви»
    Наука

    Вчені створили світло з «темряви»

    ВолодимирBy Володимир13.07.2025Коментарів немає4 Mins Read
    Facebook Twitter Email Telegram Copy Link

    Дослідники з Оксфордського університету та Вищого технічного інституту в Лісабоні провели 3D-моделювання в реальному часі, показуючи, як інтенсивні лазерні промені взаємодіють з квантовим вакуумом — простором, який насправді не є порожнім, а заповнений короткоживучими електрон-позитронними парами. Їхня робота, опублікована в Communications Physics, пропонує детальний погляд на те, що відбувається, коли світло ніби походить з «темряви», що трохи схоже на магію з погляду класичної фізики.

    Використовуючи високотехнологічну версію програмного забезпечення для моделювання OSIRIS (скорочення від Outdoor Scene and InfraRed Image Simulation), команда відтворила явище, яке називається вакуумним чотирихвильовим змішуванням. У цьому процесі електромагнітні поля від трьох сильних лазерних імпульсів поляризують віртуальні частинки у вакуумі, змушуючи фотони відбиватися один від одного, що призводить до появи четвертого лазерного променя.

    «Це не просто академічна цікавість – це важливий крок до експериментального підтвердження квантових ефектів, які досі були здебільшого теоретичними», – сказав професор Пітер Норрейс з Оксфордського факультету фізики.

    Цю роботу робить своєчасною глобальне впровадження багатопетаватних лазерних систем, здатних генерувати надзвичайно сильні електромагнітні поля. Очікується, що такі установки, як Vulcan 20-20 у Великій Британії, ELI в Європі, SHINE та SEL у Китаї, а також двопроменевий лазер OPAL (оптична параметрична підсилювальна лінія) у США, досягнуть рівнів потужності, необхідних для спостереження цих рідкісних квантових ефектів у реальних експериментах.

    Щоб зробити свої симуляції точнішими, дослідники використали напівкласичний числовий розв’язувач, заснований на лагранжіані Гейзенберга-Ейлера. Цей підхід дозволив їм змоделювати два основні ефекти квантового вакууму та перевірити свої результати з відомими прогнозами щодо вакуумного подвійного променезаломлення – явища, коли світло розщеплюється або зміщується, проходячи через сильне електромагнітне поле.

    Вони протестували як плоскохвильові, так і гауссові лазерні імпульси та виявили, що їхні вихідні сигнали добре відповідають існуючим теоріям. Для випадку чотирихвильового змішування вони використовували три гауссові пучки та змогли відстежувати формування четвертого пучка з часом. Моделювання також показало невеликий астигматизм – коли вихідний пучок не мав ідеальної форми – та дало чіткі вимірювання тривалості взаємодії та розміру ураженої ділянки.

    «Наша комп’ютерна програма надає нам тривимірне вікно з роздільною здатністю в часі у квантові вакуумні взаємодії, які раніше були недоступні», — сказав провідний автор Цзісінь Чжан, докторант Оксфордського університету. «Застосувавши нашу модель до експерименту з розсіюванням трьох променів, ми змогли охопити повний спектр квантових сигнатур, а також детально зрозуміти область взаємодії та ключові часові шкали».

    Команда порівняла свої результати з простішими моделями та попередніми даними, щоб переконатися, що все підтверджено. Очікується, що ці інструменти допоможуть вченим розробляти реальні експерименти з більшим контролем над часом, формою та напрямком лазера.

    Професор Луїс Сілва, співавтор з Інституту вищого технічного інституту та запрошений професор в Оксфорді, сказав: «Широкий спектр запланованих експериментів на найсучасніших лазерних установках буде значною мірою сприйнятий нашим новим обчислювальним методом, впровадженим в OSIRIS. Поєднання надінтенсивних лазерів, найсучаснішого детектування, передового аналітичного та числового моделювання є основою нової ери у взаємодії лазера з речовиною, яка відкриє нові горизонти для фундаментальної фізики».

    Цю роботу робить своєчасною глобальне впровадження багатопетаватних лазерних систем, здатних генерувати надзвичайно сильні електромагнітні поля. Очікується, що такі установки, як Vulcan 20-20 у Великій Британії, ELI в Європі, SHINE та SEL у Китаї, а також двопроменевий лазер OPAL (оптична параметрична підсилювальна лінія) у США, досягнуть рівнів потужності, необхідних для спостереження цих рідкісних квантових ефектів у реальних експериментах.

    Щоб зробити свої симуляції точнішими, дослідники використали напівкласичний числовий розв’язувач, заснований на лагранжіані Гейзенберга-Ейлера. Цей підхід дозволив їм змоделювати два основні ефекти квантового вакууму та перевірити свої результати з відомими прогнозами щодо вакуумного подвійного променезаломлення – явища, коли світло розщеплюється або зміщується, проходячи через сильне електромагнітне поле.

    Вони протестували як плоскохвильові, так і гауссові лазерні імпульси та виявили, що їхні вихідні сигнали добре відповідають існуючим теоріям. Для випадку чотирихвильового змішування вони використовували три гауссові пучки та змогли відстежувати формування четвертого пучка з часом. Моделювання також показало невеликий астигматизм – коли вихідний пучок не мав ідеальної форми – та дало чіткі вимірювання тривалості взаємодії та розміру ураженої ділянки.

    «Наша комп’ютерна програма надає нам тривимірне вікно з роздільною здатністю в часі у квантові вакуумні взаємодії, які раніше були недоступні», — сказав провідний автор Цзісінь Чжан, докторант Оксфордського університету. «Застосувавши нашу модель до експерименту з розсіюванням трьох променів, ми змогли охопити повний спектр квантових сигнатур, а також детально зрозуміти область взаємодії та ключові часові шкали».

    Команда порівняла свої результати з простішими моделями та попередніми даними, щоб переконатися, що все підтверджено. Очікується, що ці інструменти допоможуть вченим розробляти реальні експерименти з більшим контролем над часом, формою та напрямком лазера.

    Професор Луїс Сілва, співавтор з Інституту вищого технічного інституту та запрошений професор в Оксфорді, сказав: «Широкий спектр запланованих експериментів на найсучасніших лазерних установках буде значною мірою сприяний нашим новим обчислювальним методом, впровадженим в OSIRIS. Поєднання надінтенсивних лазерів, найсучаснішого детектування, передового аналітичного та числового моделювання є основою нової ери у взаємодії лазера з речовиною, яка відкриє нові горизонти для фундаментальної фізики».

    Інструмент моделювання також може допомогти в пошуку нових частинок, таких як аксіони та мілізаряджені частинки, які вважаються сильними кандидатами на роль темної матерії. Джерело

    Читайте також

    Чому світ не готовий розкрити гробницю першого імператора Китаю

    25.12.2025

    Вчений вважає, що відкрив справжню природу Віфлеємської зірки

    25.12.2025

    Десятки відкриттів за рік: світ дізнався про нові види від комах до динозаврів

    25.12.2025

    Останні

    Чому світ не готовий розкрити гробницю першого імператора Китаю

    25.12.2025

    Вчений вважає, що відкрив справжню природу Віфлеємської зірки

    25.12.2025

    Google дозволила змінювати адреси електронної пошти домену gmail.com

    25.12.2025

    Десятки відкриттів за рік: світ дізнався про нові види від комах до динозаврів

    25.12.2025
    Facebook X (Twitter) YouTube Telegram RSS
    • Контакти/Contacts
    © 2025 Portaltele.com.ua. Усі права захищено. Копіювання матеріалів дозволено лише з активним гіперпосиланням на джерело.

    Type above and press Enter to search. Press Esc to cancel.

    Go to mobile version