最近物理學家發現了一種相當直接的把光轉化為物質的方法，讓人驚嘆。

時間:2014-05-21 09:54來源:環球科學（huanqiukexue.com）

圖片注釋：它應該可以再現宇宙中規模最大的爆炸過程——伽瑪暴。該構想已經發表在《自然光子學》上。它利用了聚變研究中現有的技術，英國有多家機構已經具備足夠的條件去實現它。現在或許已經有幾個科研戰略地開始了這場賽跑——史上第一次把光子轉化為電子與正電子的實驗。這樣一來80年前Breit和Wheeler所提出的那個著名理論便可以得到證實——儘管他們當時認為人類不可能找到證明的實質性辦法。如今這個現實可行的證明方法來自於倫敦帝國理工學院的研究者們。Steven Rose教授和他的博士生Oliver Pike告訴BBC：不到一年這就會成為現實。Pike說，「對於一個出色的實驗團隊來說，這是相當可行的。」假如這個實驗取得成果，那麼自從1905年Einstein把光當做粒子提出光電效應以來，有關光與物質基本相互作用形式的謎團將會拼上最後一塊拼圖。

圖片注釋：描述光與物質基本相互作用的理論圖片來源：Oliver Pike, 帝國理工學院其他幾種光與粒子的基本相互作用形式都已經相繼被實驗證實，包括Dirac在1930年提出的：電子與其反物質——正電子對撞湮滅併產生兩個光子。而Breit和Wheeler的理論預言與Dirac這個剛好相反，他們所預測的是：兩個光子碰撞湮滅併產生物質粒子（一個正電子和負電子）。但這個預測相當難以觀測到。「之所以很難在實驗室中看到，是因為任何兩個光子之間的互換概率很小，於是你需要把一大堆的光子聚集在一起，」Rose教授解釋說。他的團隊提出這麼一種收集大量高能光子的方法：通過使一束高強度伽馬射線轟擊一個微型金線圓柱中的光子云。那個圓柱體被稱為「黑體輻射空腔」（Hohlraum, 德語，意思是中空的空間），因為它內部是一個真空腔，常被用於核聚變研究。囚禁在這空腔裡面的光子云來自於太陽般高溫的高強X射線。

圖片注釋：讓伽馬射線（圖中白色光束）轟擊黑體真空腔中的X射線光子云，以產生正電子與電子（紅色與藍色）。利用高強伽馬射線轟擊這團稠密的光子，光子對撞產生物質的概率將會提高——還有創造歷史的幾率！「這太神奇了，」Pike先生說。最初他與同事在喝咖啡的時候在稿紙上草草寫下了這個方案，但一時間竟沒意識到它的價值。「在那以後的大約12個小時之內，我們都沒有充分意識到這個構思的重要性。」但他們接下來的計算則展示出了這個理論構想的巨大威力——足以解決1930年Breit和Wheeler所提出的難題。「所有需要的東西我們都已經有了，」已經從帝國理工學院光榮退休的教授Peter Knight爵士很讚賞這個方案，並評價這是一個「相當聰明的想法」。他沒有參與該研究。「我認為很多研究者會開始認真涉足這個實驗，」Knight教授告訴BBC新聞說。同時他還謹慎地告誡：當把理論想法付諸實驗時，還會有更多的考驗。「假如真的在一年內搞定的話，他們當真牛掰！但我覺得這或許需要更長的一段時間。」一些良性的科學競爭或許可以加速這個過程。目前至少有三家機構已經具備必要的設備來檢驗這個新想法，其中包括奧爾德姆郡的AWE（Atomic Weapons Establishment,英國原子武器研究中心）。Pike先生說：「展開並完善這個實驗的賽跑已經開場了。」（翻譯：朱國毅）
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