त्यामुळे ती शून्यता शून्यता राहून जाते

शून्य ही एक अशी जागा आहे जिथे तुम्हाला ते दिसत नसले तरी बरेच काही घडते. तथापि, नेमके काय हे शोधण्यासाठी इतकी ऊर्जा लागते की अलीकडेपर्यंत शास्त्रज्ञांना आभासी कणांच्या जगात डोकावणे अशक्य वाटत होते. जेव्हा अशा परिस्थितीत काही थांबतात, तेव्हा इतरांसाठी अशक्य प्रयत्न करणे हे प्रोत्साहन असते.

क्वांटम सिद्धांतानुसार, रिकामी जागा आभासी कणांनी भरलेली असते जी अस्तित्व आणि नसणे यांच्यात धडपडते. ते देखील पूर्णपणे सापडत नाहीत - जोपर्यंत आमच्याकडे त्यांना शोधण्यासाठी काहीतरी सामर्थ्यवान नसते.

"सामान्यतः, जेव्हा लोक व्हॅक्यूमबद्दल बोलतात तेव्हा त्यांचा अर्थ असा होतो की जे पूर्णपणे रिक्त आहे," स्वीडनमधील गोथेनबर्ग येथील चाल्मर्स युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्नॉलॉजीचे सैद्धांतिक भौतिकशास्त्रज्ञ मॅटियास मार्कलंड यांनी न्यूजसायंटिस्टच्या जानेवारीच्या अंकात सांगितले.

असे दिसून आले की लेसर दर्शवू शकतो की तेथे सर्व काही रिक्त नाही.

सांख्यिकीय अर्थाने इलेक्ट्रॉन

व्हर्च्युअल कण ही ​​क्वांटम फील्ड थिअरी मधील एक गणितीय संकल्पना आहे. हे भौतिक कणांबद्दल आहे जे परस्परसंवादाद्वारे त्यांची उपस्थिती प्रकट करतात, परंतु ते वस्तुमान शेलचे तत्त्व मोडतात.

रिचर्ड फेनमनच्या कामात आभासी कण दिसतात. त्याच्या सिद्धांतानुसार, प्रत्येक भौतिक कण वस्तुतः आभासी कणांचा समूह आहे. भौतिक इलेक्ट्रॉन हा प्रत्यक्षात आभासी फोटॉन उत्सर्जित करणारा आभासी इलेक्ट्रॉन आहे जो आभासी इलेक्ट्रॉन-पॉझिट्रॉन जोड्यांमध्ये क्षय पावतो, जे व्हर्च्युअल फोटॉन्सशी संवाद साधतात आणि त्याचप्रमाणे अनंत. "भौतिक" इलेक्ट्रॉन ही आभासी इलेक्ट्रॉन, पॉझिट्रॉन, फोटॉन आणि कदाचित इतर कणांमधील परस्परसंवादाची सतत प्रक्रिया आहे. इलेक्ट्रॉनची "वास्तविकता" ही सांख्यिकीय संकल्पना आहे. या संचाचा कोणता कण खरा आहे हे सांगता येत नाही. हे फक्त ज्ञात आहे की या सर्व कणांच्या शुल्काची बेरीज इलेक्ट्रॉनच्या प्रभारात होते (म्हणजे सोप्या भाषेत सांगायचे तर, आभासी पॉझिट्रॉनपेक्षा एक अधिक आभासी इलेक्ट्रॉन असणे आवश्यक आहे) आणि वस्तुमानांची बेरीज सर्व कण इलेक्ट्रॉनचे वस्तुमान तयार करतात.

इलेक्ट्रॉन-पॉझिट्रॉन जोड्या व्हॅक्यूममध्ये तयार होतात. प्रोटॉन सारखे कोणतेही सकारात्मक चार्ज केलेले कण या आभासी इलेक्ट्रॉनला आकर्षित करतील आणि पॉझिट्रॉन्स (आभासी फोटॉनद्वारे) मागे टाकतील. या घटनेला व्हॅक्यूम ध्रुवीकरण म्हणतात. इलेक्ट्रॉन-पॉझिट्रॉन जोड्या प्रोटॉनद्वारे फिरवल्या जातात

ते लहान द्विध्रुव तयार करतात जे त्यांच्या विद्युत क्षेत्रासह प्रोटॉनचे क्षेत्र बदलतात. प्रोटॉनचा इलेक्ट्रिक चार्ज जो आपण मोजतो तो प्रोटॉनचाच चार्ज नसून आभासी जोड्यांसह संपूर्ण सिस्टमचा चार्ज असतो.

शून्य मध्ये लेसर

व्हर्च्युअल कण अस्तित्त्वात असल्याचे आम्हाला वाटते याचे कारण क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स (QED) च्या पायावर परत जाते, जी भौतिकशास्त्राची एक शाखा आहे जी इलेक्ट्रॉनांसह फोटॉनच्या परस्परसंवादाचे स्पष्टीकरण देण्याचा प्रयत्न करते. 30 च्या दशकात सिद्धांत विकसित झाल्यापासून, ज्यांचे अस्तित्व गणितीयदृष्ट्या आवश्यक आहे परंतु पाहिले जाऊ शकत नाही, ऐकू किंवा अनुभवू शकत नाही अशा कणांच्या समस्येचा सामना कसा करावा याबद्दल भौतिकशास्त्रज्ञ विचार करत आहेत.

क्यूईडी दाखवते की, सैद्धांतिकदृष्ट्या, जर आपण पुरेसे मजबूत विद्युत क्षेत्र तयार केले, तर आभासी सहचर इलेक्ट्रॉन (किंवा इलेक्ट्रॉन नावाचा सांख्यिकीय समूह बनवतात) त्यांची उपस्थिती प्रकट करतील आणि त्यांना शोधणे शक्य होईल. यासाठी लागणारी उर्जा श्विंगर मर्यादा नावाच्या मर्यादेपर्यंत पोहोचली पाहिजे आणि ओलांडली पाहिजे, ज्याच्या पलीकडे, लाक्षणिकरित्या ठेवल्याप्रमाणे, व्हॅक्यूम त्याचे शास्त्रीय गुणधर्म गमावते आणि "रिक्त" होणे थांबवते. ते इतके सोपे का नाही? कारण ऊर्जेचे आवश्यक प्रमाण, गृहीतकांनुसार, जगातील सर्व ऊर्जा प्रकल्पांद्वारे उत्पादित केलेल्या एकूण ऊर्जेइतके - एक अब्ज पट अधिक असणे आवश्यक आहे.

गोष्ट आपल्या आवाक्याबाहेरची वाटते. हे दिसून येते की, गेल्या वर्षीचे नोबेल पारितोषिक विजेते जेरार्ड मौरो आणि डोना स्ट्रिकलँड यांनी १९८० च्या दशकात विकसित केलेल्या उच्च तीव्रतेच्या अल्ट्रा-शॉर्ट ऑप्टिकल पल्सचे लेसर तंत्र वापरले तर आवश्यक नाही. या लेसर सुपरशॉट्समध्ये मिळवलेल्या गीगा-, तेरा- आणि अगदी पेटवॅट पॉवर्समुळे व्हॅक्यूम मिटवण्याची संधी निर्माण होते, असे मोरोने स्वत: उघडपणे सांगितले. युरोपियन निधीद्वारे समर्थित आणि रोमानियामध्ये विकसित केलेल्या एक्स्ट्रीम लाइट इन्फ्रास्ट्रक्चर (ELI) प्रकल्पात त्याच्या संकल्पना मूर्त स्वरुपात आहेत. बुखारेस्टजवळ दोन 80-पेटवॅट लेसर आहेत जे शास्त्रज्ञांना श्विंगर मर्यादेवर मात करण्यासाठी वापरायचे आहेत.

परंतु जरी उर्जेची मर्यादा मोडली गेली तरी परिणाम - आणि भौतिकशास्त्रज्ञ शेवटी काय पाहतील - हे अत्यंत अनिश्चित राहते. व्हर्च्युअल कणांच्या बाबतीत, संशोधन पद्धती अयशस्वी होऊ लागते आणि गणनांना यापुढे अर्थ उरत नाही. एक साधी गणना हे देखील दर्शवते की दोन ELI लेसर खूप कमी ऊर्जा निर्माण करतात. चार एकत्रित बीम देखील आवश्यकतेपेक्षा 10 पट कमी आहेत. तथापि, शास्त्रज्ञ यामुळे निराश होत नाहीत, कारण ते ही जादुई मर्यादा एक-वेळची तीक्ष्ण मर्यादा नसून हळूहळू बदलांचे क्षेत्र मानतात. त्यामुळे त्यांना उर्जेच्या कमी डोसमध्येही काही आभासी प्रभावांची आशा आहे.

संशोधकांकडे लेसर बीम वाढवण्यासाठी विविध कल्पना आहेत. त्यापैकी एक म्हणजे प्रकाशाच्या वेगाने प्रवास करणार्‍या आरशांना परावर्तित करणे आणि वाढवणे ही एक विचित्र संकल्पना आहे. इतर कल्पनांमध्ये फोटॉन बीमला इलेक्ट्रॉन बीमशी टक्कर देऊन किंवा लेझर बीमला टक्कर देऊन बीम वाढवणे समाविष्ट आहे, जे शांघायमधील चिनी संशोधन केंद्र स्टेशन ऑफ एक्स्ट्रीम लाइटचे शास्त्रज्ञ करत आहेत. मोठा फोटॉन किंवा इलेक्ट्रॉन कोलायडर ही एक नवीन आणि मनोरंजक संकल्पना आहे जी पाहण्यासारखी आहे.