Ново научно изследване ни доближава до междузвездното пътуване

Учените са все по-близо до решаването на един от най-важните проблеми във физиката.

През 50-те години на миналия век физикът Ойген Сенгер предположи, че ако материята може да бъде напълно преобразувана в частици светлина или фотони, тогава самите фотони могат да станат източник на енергия за ускоряване на ракета до междугалактически скорости.

Тогава това беше прието за научна фантастика, а през последните години хипотезата отново придоби популярност.

За да създаде перфектния лазер, екип от учени е разработил технология, която може да поддържа кохерентни гама лъчи, най-енергийната форма на светлина в нашата Вселена.

Ако физиците могат да създадат кохерентни гама лъчи по същия начин, по който конвенционален лазер произвежда кохерентни лъчи видима светлина, тогава технологията може да позволи на хората да пътуват до други галактики.

Въпреки че гама лазерът все още е концепция, той се смята за една от най-важните теми във физиката, пише Popular Mechanics.

Гама лъчите, които хората не могат да видят, се произвеждат по време на експлозии на свръхнова и също така се излъчват от невронни звезди със силни магнитни полета – пулсари.

Гама лъчите пътуват през пространството със скоростта на светлината и имат най-късите дължини на вълните и най-високата честота. Следователно попадат в края на електромагнитния спектър.

От изобретяването на първия лазер през 1961 г. досега учените успяха да стабилизират гама лъчите в кохерентен лъч, необходима стъпка в развитието на всяка лазерна технология.

За да създадат кохерентни гама лъчи, физиците трябва да манипулират огромен брой атомни ядра във възбудено състояние, известни като изомери.

Учените трябва да проучат какво се случва, когато плътни лъчи от бързи електрони се сблъскат със силно лазерно поле, за да освободят високоенергийна светлина.

Над това работят в момента физици от университета в Рочестър, САЩ, заедно с учени от изследователския център ELI Beamlines в Чехия.

Според експертите, те не са първите, които се опитват да създадат гама лъчи по този начин.

Новото изследване обаче използва квантовата електродинамика, което е новаторски подход в търсенето на решение.

Ако учените могат да разберат как да поддържат лъча кохерентен и стабилен за дълги периоди от време, гама лъчите могат да се превърнат в нов източник на енергия за създаване на антиматерия.

Учените трябва да проучат какво се случва, когато плътни лъчи от бързи електрони се сблъскат със силно лазерно поле, за да освободят високоенергийна светлина.

През 2012 г. група физици предложиха задвижване на космически кораб с помощта на гигаелектронволтов гама лазер. Тоест, това е проект за фотонна ракета, която работи чрез унищожаване на материя и антиматерия, както предлага и Зенгер. Идеята може да бъде реализирана, предполагат някои специалисти.

Принципът на действие е следният: протоните и антипротоните ще се унищожат един друг, създавайки мощен изблик на гама радиация. След това фокусиран лазерен лъч от концентрирани гама лъчи ще бъде изстрелян вътре в космическия кораб и ще създаде „фотонна лавина“. Магнитното поле ще поеме импулса на отката на лъча и ще го прехвърли към космическия кораб, осигурявайки му тяга.

Но преди хората да могат да пътуват до съседна галактика с гама-лъчев космически кораб, учените трябва да преодолеят проблема с кохерентността на лъча.