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

    У глибинах океану вчені виявили істоту, яка поглинає вуглець з атмосфери

    19.12.2025

    Вчені пов’язують катастрофічні вулканічні виверження з початком Чорної смерті

    18.12.2025

    Вчені виявили незвичну могилу проти «зомбі»

    18.12.2025

    Останні

    Оперативна пам’ять у смартфонах 2026: міфи, реальні потреби та майбутні стандарти

    19.12.2025

    Вчені виявили «мігріони» – нову вірусоподібну структуру, яка посилює інфекцію

    19.12.2025

    З’явився концепт смартфона з РК-дисплеєм та дисплеєм E Ink на передній панелі

    19.12.2025

    Google випустила надшвидку модель AI Gemini 3 Flash

    19.12.2025
    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.

    Ad Blocker Enabled!
    Ad Blocker Enabled!
    Наш вебсайт працює завдяки показу онлайн-реклами нашим відвідувачам. Будь ласка, підтримайте нас, вимкнувши блокувальник реклами.
    Go to mobile version