Bilim insanları ışığı karanlıktan çıkardı

Oxford Üniversitesi ve Instituto Superior Técnico’dan araştırmacılar, yoğun lazer darbelerinin kuantum vakumu içinde nasıl etkileşime girdiğini anlamaya yönelik önemli bir çalışmaya imza attı. Kuantum vakumu, klasik anlamda boş gibi görünse de aslında kısa süreliğine ortaya çıkan sanal elektron-pozitron çiftleriyle dolu. Bu geçici parçacıklar, güçlü elektromanyetik alanlarla karşılaştığında ölçülebilir fiziksel sonuçlar doğurabiliyor.

Ekip, bu karmaşık yapıyı analiz etmek için OSIRIS adlı gelişmiş bir simülasyon yazılımı kullandı. Bu sayede dört dalga karıştırma (four-wave mixing) olarak bilinen bir kuantum fenomeni ilk kez detaylı biçimde modellenebildi. Üç farklı lazer ışını, kuantum vakumunda sanal parçacıkları polarize ediyor; bu da fotonların birbirinden saçılarak dördüncü bir ışının oluşmasına neden oluyor.

DENEYSEL KANIT OLASILIĞI GÜÇLENDİ

Oxford Üniversitesi’nden Profesör Peter Norreys, bu çalışmanın yalnızca teorik değil, deneysel fiziğe de doğrudan katkı sunduğunu belirtti. Şimdiye kadar yalnızca kuramsal olarak öngörülen bu etkileşim, ilk kez doğrudan simüle edildi ve ölçülebilir sonuçlar ortaya koydu.

Araştırmanın gerçekleştirilmesinde, yüksek yoğunluklu lazer sistemlerinin rolü büyük. İngiltere’deki Vulcan 20-20, Avrupa’daki ELI, Çin’deki SHINE ve ABD’deki OPAL gibi tesisler, bu tarz yüksek güçlü deneylerin altyapısını sağlıyor. Araştırmacılar, Heisenberg-Euler Lagrange temelli sayısal çözücüler ile elektromanyetik alan etkilerini daha doğru hesapladı.

IŞIĞIN ŞEKLİ BİLE DETAYLI İNCELENDİ

Simülasyonlarda hem düzlem dalga hem de Gauss lazer darbeleri test edildi. Gauss ışınlarının karıştırılmasıyla oluşan dördüncü ışının zaman içindeki davranışı izlendi. Işının ideal formda olmadığı, astigmatizma gösterdiği ve etkileşimin süresi gibi parametreler ayrıntılı biçimde belirlendi.

DOKTORA ÖĞRENCİSİNDEN ÇARPICI AÇIKLAMA

Çalışmanın baş yazarı, Oxford Üniversitesi’nde doktora yapan Zixin Zhang oldu. Zhang, bu simülasyonun kuantum vakumu etkileşimlerini üç boyutlu ve zaman çözünürlüklü biçimde inceleme imkânı sunduğunu belirtti. Üç ışınlı saçılma modellemesiyle etkileşim bölgesinin büyüklüğü ve zaman ölçeklerinin net olarak gözlemlendiğini söyledi.

Uyarı: 45 gün içinde başvurmayanın tapusu kiraya verilecekGündem

Marmara’da deprem riski nerede? Üşümezsoy iki tehlikeli fay hattını açıkladıYurt

gizemli parçacıklar için de kullanılabilir
Araştırmacılar bu yeni simülasyon aracının yalnızca lazer-foton etkileşimleriyle sınırlı kalmadığını belirtiyor. Araç, karanlık madde gibi bilinmeyen fenomenleri anlamada da kullanılabilir. Özellikle aksiyonlar ve milimetre yüklü parçacıklar gibi henüz keşfedilmemiş varlıkların izini sürebilmek için önemli bir temel oluşturuyor.