یکی از جذاب ترین مفاهیم معادله معروف انیشتین E=mc2 این است که ماده و انرژی قابل تعویض هستند.
به عبارت دیگر، ایجاد ماده از انرژی خالص، مانند نور، باید امکان پذیر باشد. این فرآیند که به عنوان ایجاد ماده یا تولید جفت شناخته می شود، برای اولین بار توسط فیزیکدانان گرگوری بریت و جان ویلر در سال 1934 پیشنهاد شد. با این حال، برای دهه ها مبهم باقی مانده است، زیرا برای برخورد با یکدیگر و تولید الکترون به فوتون های بسیار پرانرژی نیاز دارد. جفت پوزیترون
اکنون، تیمی از دانشمندان آزمایشگاه ملی بروکهاون در نیویورک اولین مشاهده مستقیم ایجاد ماده از نور را در یک مرحله گزارش کرده اند. آنها از برخورد دهنده یون سنگین نسبیتی (RHIC) استفاده کردند، یک شتاب دهنده ذرات قدرتمند که می تواند یون های سنگین را با سرعتی تقریباً به سرعت نور به هم بکوبد. با انجام این کار، آنها میدان های الکترومغناطیسی شدیدی ایجاد کردند که حاوی فوتون های مجازی بود، که اختلالات کوتاه مدت در میدان هایی هستند که مانند فوتون های واقعی رفتار می کنند.
هنگامی که دو یون بدون برخورد از کنار یکدیگر عبور می کردند، برخی از فوتون های مجازی آنها برهم کنش می کردند و به فوتون های واقعی با انرژی بسیار بالا تبدیل می شدند. سپس این فوتون ها با یکدیگر برخورد کردند و جفت الکترون-پوزیترون تولید کردند که توسط آشکارساز STAR در RHIC شناسایی شد. دانشمندان بیش از 6000 جفت از این قبیل را تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که توزیع زاویه ای آنها با پیش بینی نظری ایجاد ماده از نور مطابقت دارد.
این آزمایش نه تنها پیش بینی دیرینه الکترودینامیک کوانتومی را تأیید می کند، بلکه روش جدیدی را برای مطالعه خواص ماده و پادماده در شرایط شدید نشان می دهد. دانشمندان امیدوارند این پدیده و پیامدهای آن را برای فیزیک بنیادی و کیهان شناسی بیشتر بررسی کنند
مرجع(ها) : مقاله پژوهشی
