Jacob Hoover
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Les physiciens se rapprochent de la construction de lasers suffisamment puissants pour arracher la matière du vide.
Selon un rapport publié le 24 janvier dans la revue Science, une équipe de scientifiques chinois se prépare cette année à commencer la construction 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 champ de scientifiques du monde entier qui s'efforcent de réaliser une prédiction publiée dans la revue Physical Review Letters en 2010 par une équipe de physiciens américains et français selon laquelle un laser suffisamment puissant pourrait faire apparaître des électrons. d'un vide.
Il peut sembler étrange d'imaginer que des électrons puissent apparaître hors de l'espace vide. Mais cela a beaucoup plus de sens à la lumière d'une étrange affirmation de l'électrodynamique quantique: l'espace "vide" n'est pas du tout vide, mais est plutôt composé de paires densément compactées de matière et d'antimatière. Ces paires comblent étroitement les lacunes entre tout, les états d'électrodynamique quantique - elles n'interagissent tout simplement pas de manière notable avec le reste de l'univers, car elles s'annulent. [Les 18 plus grands mystères non résolus de la physique]
Il est donc plus facile de considérer que le laser chinois ne créera pas tellement de matière, mais la fera entrer dans le monde que les humains peuvent percevoir. Ses puissantes impulsions d'énergie provoqueront la séparation des électrons de leurs jumeaux d'antimatière, positrons, de manière à ce que les chercheurs puissent détecter.
Cependant, construire un laser assez puissant pour ce faire est un défi technique difficile (et coûteux). Cent pétawatts, comme l'a rapporté la science, représentent environ 10000 fois plus d'énergie que dans tous les réseaux électriques du monde réunis..
Un laser chinois plus petit, le Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility, pourrait atteindre 10 pétawatts d'ici la fin de cette année. (C'est 1000 fois la puissance de tous les réseaux mondiaux.) Alors, comment les lasers peuvent-ils atteindre ces énormes niveaux de puissance??
Comme l'expliquent les auteurs du rapport de la revue Science, le pouvoir est fonction de deux choses: l'énergie et le temps. Libérez un joule d'énergie en 1 seconde, soit 1 watt. Libérez un joule en 1 heure, et cela ne représente que 0,28 milliwatts (28 cent millièmes de watt). Mais libérez ce joule en seulement 1 millionième de seconde, et cela fait 1 million de watts, soit 1 mégawatt.
Tous les lasers surpuissants reposent d'une manière ou d'une autre sur la libération de grandes quantités d'énergie sur de courtes périodes de temps, en l'amplifiant et en pliant les faisceaux de sorte que toute cette énergie arrive à sa cible au cours d'une période de temps encore plus courte, la science article rapporté.
D'ici 2023, le SEL pourrait atteindre des cibles de seulement 3 micromètres (3 millionièmes de mètre, soit la largeur d'un E. coli bactérie) à travers avec 100 pétawatts de puissance, selon le rapport de Science.
Pour plus de détails techniques sur le fonctionnement de ce laser, comment se comparent d'autres projets laser dans le monde et pourquoi les États-Unis sont si loin derrière, consultez le rapport complet de Science..