Les physiciens sont sur le point de construire des lasers suffisamment puissants pour extraire la matière du vide.
Selon un rapport publié le 24 janvier dans la revue Science, une équipe de scientifiques chinois s'apprête à commencer la construction cette année d'un laser de 100 pétawatts à Shanghai connu sous le nom de Station of Extreme Light, ou SEL. Cela les place à l'avant-garde d'un large éventail de scientifiques du monde entier qui travaillent à réaliser une prédiction publiée dans la revue Physical Review Letters en 2010 par une équipe de physiciens américains et français qu'un laser suffisamment puissant pourrait provoquer l'apparition d'électrons. d'un vide.
Il peut sembler étrange d'imaginer que des électrons pourraient apparaître hors de l'espace vide. Mais cela a beaucoup plus de sens à la lumière d'une étrange affirmation d'électrodynamique quantique: l'espace "vide" n'est pas du tout vide, mais est plutôt composé de paires de matière et d'antimatière densément emballées. Ces paires remplissent étroitement les écarts entre tout, les états de l'électrodynamique quantique - elles n'interagissent tout simplement pas de manière notable avec le reste de l'univers, car elles s'annulent.
Il est donc plus facile de considérer que le laser chinois ne créera pas tant de matière que de le faire pénétrer dans le monde que les humains peuvent percevoir. Ses puissantes impulsions d'énergie entraîneront la séparation des électrons de leurs jumeaux antimatière, les positrons, d'une manière que les chercheurs peuvent détecter.
Construire un laser suffisamment puissant pour cela, cependant, est un défi technique difficile (et coûteux). Cent scientifiques ont déclaré que 100 pétawatts, soit environ 10 000 fois plus d'énergie que dans tous les réseaux électriques du monde réunis.
Un plus petit laser chinois, le Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility, pourrait atteindre 10 pétawatts d'ici la fin de cette année. (C'est 1000 fois la puissance de toutes les grilles du monde.) Alors, comment les lasers peuvent-ils atteindre ces énormes niveaux de puissance?
Comme les auteurs du rapport de la revue Science l'ont expliqué, le pouvoir est fonction de deux choses: l'énergie et le temps. Relâchez un joule d'énergie en 1 seconde, et c'est 1 watt. Relâchez un joule en 1 heure, et ce n'est que de 0,28 milliwatts (28 cent millièmes de watt). Mais libérez ce joule en seulement 1 millionième de seconde, et c'est 1 million de watts, ou 1 mégawatt.
Tous les lasers surpuissants dépendent d'une manière ou d'une autre de la libération de grandes quantités d'énergie sur de courtes périodes de temps, de l'amplification et de la flexion des faisceaux de telle sorte que toute cette énergie arrive à sa cible au cours d'une période encore plus courte, la Science article rapporté.
D'ici 2023, le SEL pourrait frapper des cibles de seulement 3 micromètres (3 millionièmes de mètre, ou la largeur d'un E. coli bactérie) à travers avec 100 pétawatts de puissance, selon le rapport dans Science.
Pour plus de détails techniques sur le fonctionnement de ce laser, sur la façon dont les autres projets laser dans le monde se comparent et pourquoi les États-Unis accusent un tel retard, consultez le rapport complet de Science.
