Le «laser ultra-intense» arrête les électrons qui voyagent à la vitesse de la quasi-lumière pour la première fois, imitant les trous noirs
Poutre un quadrillion fois plus clair que le Soleil utilisé pour produire un phénomène quantique connu pour se produire autour des corps astronomiques
En utilisant un faisceau laser un quadrillion de fois plus lumineux que le Soleil, les physiciens ont arrêté les électrons voyageant à des vitesses proches de la lumière pour la première fois.
L'expérience a produit un phénomène de mécanique quantique que l'on pensait auparavant uniquement autour des trous noirs et des quasars.
Cet effet est appelé une «réaction de rayonnement», et en mesurant comment cela fonctionne dans un laboratoire permet aux scientifiques de comprendre les processus qui se déroulent autour de corps astronomiques lointains.
Les électrons sont les particules chargées négativement dans les atomes. Leur mouvement alimente les appareils électriques, et ils peuvent également être manipulés pour former des poutres.
Lorsque les scientifiques ont lancé un «laser ultra-intense» sur un autre faisceau d'électrons à haute énergie, ils ont fait trembler les électrons si violemment qu'ils ont commencé à ralentir - un processus qui nécessitait l'explication de la physique quantique.
L'énergie lumineuse devait être délivrée rapidement - dans les 40 quadrillions de seconde.
« Des expériences comme celles-ci sont extrêmement complexes à mettre en place et très difficile à réaliser », a déclaré le Dr, chercheur à l'installation Laser Central Facilities Council science et la technologie co-auteur de l'étude.
Les scientifiques ont utilisé deux faisceaux synchronisés de haute puissance, l'un pour produire un flux d'électrons à haute énergie et l'autre pour le tirer.
« Essentiellement, vous devez vous concentrer un faisceau laser aussi grand comme une feuille de papier de format A4 jusqu'à quelques microns et frapper avec un micronique puce électronique qui est en voyage très proche de la vitesse de la lumière. »
Les résultats ont été publiés dans la revue Physical.
« Une chose que je trouve toujours aussi fascinant à ce sujet est que les électrons sont arrêtés aussi efficacement par cette feuille de lumière, une fraction de la largeur d'un cheveu épais, comme par quelque chose comme un millimètre de plomb » , a déclaré le professeur, physicien à l'Université de Lancaster qui a participé à la recherche.
« Ce qui est extraordinaire. »
Les chercheurs ont pu dire que leur expérience avait fonctionné parce que les conditions extrêmes de l'expérience ont fait que la lumière réfléchie par la collision des faisceaux s'est déplacée de la partie visible du spectre pour devenir des rayons gamma.
« Nous savions que nous avions réussi à entrer en collision deux faisceaux lorsque nous détectons très lumineux rayonnement de rayons gamma de haute énergie », a déclaré le Dr Stuart Mangles, l'auteur principal de l'étude à l'Imperial College de Londres.
« Le résultat réel, alors est venu quand nous avons comparé cette détection avec l'énergie dans le faisceau d'électrons après la collision. Nous avons constaté que ces collisions avec succès avaient un plus faible que la attendue énergie des électrons, ce qui démontre clairement la réaction de rayonnement » .
Pour confirmer le phénomène qu'ils ont observé, l'équipe de recherche a maintenant l'intention de mener plus d'expériences avec des faisceaux d'électrons encore plus intenses.
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