Alimlər qaranlıqdan işıq əldə etməyi bacardı

Oksford Universiteti və Lissabondakı “Instituto Superior Tecnico” institutundan olan tədqiqatçılar, yüksək güclü lazer şüalarının kvant vakuumu ilə necə qarşılıqlı təsir göstərdiyini göstərən 3D simulyasiyalar vasitəsilə elmi sahədə mühüm bir irəliləyişə imza atıblar.

Ölkə.az xəbər verir ki, kvant vakuumu hər nə qədər “boşluq” kimi qəbul edilsə də, əslində qısa müddətli elektron-pozitron cütlərinin meydana gəldiyi fəal bir sahə kimi xarakterizə olunur. Alimlərin bu sahədə apardığı araşdırma, işığın sanki "qaranlıqdan doğduğu" təəssüratı yaradan nadir hadisələri daha yaxından öyrənməyi hədəfləyir. Bu cür yanaşma klassik fizika baxımından qeyri-adi və olduqca maraqlıdır.

Simulyasiya ilə qaranlıq içində foton əmələ gəldi

Tədqiqat qrupu bu mürəkkəb hadisəni anlamaq üçün “OSIRIS” adlı yüksək səviyyəli simulyasiya proqramından istifadə edib. Bu proqram, vakuum daxilində baş verən “dörd dalğa qarışması” (four-wave mixing) adlı prosesi modeləşdirə bilib. Bu proses zamanı güclü lazer impulsları vakuumdakı virtual hissəcikləri polarizasiya edərək fotonların bir-birindən səpələnməsinə səbəb olur və nəticədə dördüncü lazer şüası yaranır.

Oksford Universitetinin Fizika fakültəsindən professor Piter Norris bu işi, nəzəri kvant təsirlərini eksperimental şəkildə sübut etmək baxımından mühüm addım kimi qiymətləndirib. İndiyə qədər bu cür kvant qarşılıqlı təsirləri daha çox nəzəri səviyyədə müzakirə olunurdu. Lakin bu təcrübə, bu cür təsirlərin real şəkildə müşahidə oluna biləcəyinə dair əhəmiyyətli sübut təqdim edir.

Qlobal lazer sistemlərinin rolu

Bu tip sınaqların həyata keçirilməsi üçün olduqca güclü elektromaqnit sahələri yarada bilən lazer sistemlərinə ehtiyac duyulur. Bu məqsədlə dünyanın müxtəlif yerlərində yerləşən qabaqcıl lazer qurğuları – Böyük Britaniyədəki “Vulcan 20-20”, Avropadakı “ELI”, Çindəki “SHINE” və “SEL”, eləcə də ABŞ-dakı “OPAL” – bu nadir kvant hadisələrinin müşahidəsi üçün lazımi gücü təmin edir.

Simulyasiyaların dəqiqliyini artırmaq məqsədilə tədqiqatçılar, Heizenberq-Eyler Laqranjı əsasında qurulmuş yarı-klassik sayısal modeldən istifadə ediblər. Bu yanaşma, işığın güclü elektromaqnit sahələrindən keçərkən necə bölündüyünü və istiqamət dəyişdirdiyini əks etdirən mühüm kvant vakuum təsirlərini modeləşdirməyə imkan verib. Nəticələr isə mövcud nəzəri proqnozlarla müqayisə olunaraq doğrulanıb.

Simulyasiya nəticələri və işığın yaranması

Tədqiqat çərçivəsində həm düz dalğalı, həm də “Gauss” tipli lazer impulsları sınaqdan keçirilib. Alınan nəticələrin mövcud nəzəri modellərlə uyğun olduğu müşahidə edilib. Dörd dalğa qarışması fenomenində üç “Gauss” lazer şüasından istifadə olunaraq zamanla dördüncü şüanın necə yarandığı izlənilib. Simulyasiya, lazer şüasının tam mükəmməl formalaşmadığını, azacıq astiqmatizm göstərdiyini və qarşılıqlı təsirin nə qədər sürdüyünü açıq şəkildə nümayiş etdirib.

Tədqiqatın baş müəllifi və Oksford Universitetində doktorant olan Ziksin Canq bildirib: “Hazırladığımız simulyasiya, kvant vakuumu qarşılıqlı təsirlərini 3D zaman ayırdetməli formatda öyrənmək imkanı yaradır. Üç şüalı saçılma təcrübələrini modeləşdirərək qarşılıqlı təsir zonasının ölçüsünü və kritik zaman miqyaslarını daha dəqiq şəkildə müşahidə edə bildik”.

Son olaraq qeyd edilir ki, bu yeni simulyasiya aləti yalnız lazer-maddə qarşılıqlı təsirlərini öyrənmək üçün deyil, eyni zamanda qaranlıq maddə kimi sirli fenomenlərin araşdırılması üçün də faydalı ola bilər. Alimlər, aksiomlar və millimetrlik yüklü hissəciklər kimi potensial yeni elementar hissəciklərin axtarışında bu texnologiyanın önəmli rol oynaya biləcəyini vurğulayırlar.(valyuta.az)