MY.UAНовини
Гамма-лазер, який змінить світ і уможливить міжзоряні подорожі: чого домоглися фізики
Гамма-лазер, який змінить світ і уможливить міжзоряні подорожі: чого домоглися фізики

Гамма-лазер, який змінить світ і уможливить міжзоряні подорожі: чого домоглися фізики

Вчені наблизилися до вирішення однієї з найважливіших проблем фізики.

У 50-х роках минулого століття фізик Ойген Зенгер висунув гіпотезу, що якби матерію можна було повністю перетворити на частинки світла або фотони, то самі фотони могли б стати джерелом енергії для розгону ракети до міжгалактичних швидкостей. Але тоді це вважалося фантастикою, а за останні роки ця гіпотеза знову набула популярності. Щоб створити ідеальний лазер, група вчених займається розробкою технології, яка могла б підтримувати когерентні гамма-промені, найенергійнішу форму світла в нашому Всесвіті. Якщо фізики зможуть створити когерентні гамма-промені так само, як звичайний лазер виробляє когерентні промені видимого світла, то ця технологія могла б відкрити міжзоряні подорожі. Хоча гамма-лазер все ще є концепцією, він вважається однією з найважливіших проблем у фізиці, пише Popular Mechanics.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Проблема гамма-лазерів

Гамма-промені, які людина не може побачити, виникають під час вибухів наднових, а також їх випромінюють нейронні зірки з сильним магнітним полем — пульсари. Гамма-промені рухаються через космос зі швидкістю світла і мають найменші довжини хвиль та найвищу частоту, а тому потрапляють до крайньої частини електромагнітного спектра. З моменту винаходу першого лазера 1961 року вчені дізналися, як стабілізувати гамма-промені в когерентний пучок, що є необхідним кроком на шляху до розробки будь-якої лазерної технології.

Традиційний лазер збуджує електрони в газі, рідині або твердому тілі для випуску когерентного випромінювання. Фотонні випромінювання синхронізовані одне з одним і разом створюють сильніший ефект. Це відрізняється від світла, яке випромінює лампа розжарювання, тому що її випромінювання не когерентне або випадкове, залежно від того, які атоми збуджені в будь-який момент. Щоб створити когерентне гамма-випромінювання, фізики повинні маніпулювати величезною кількістю атомних ядер, щоб вони перебували у збуджених станах, відомих як ізомери.

Вченим необхідно дослідити, що відбувається, коли щільні пучки швидких електронів стикаються з сильним лазерним полем, щоб випустити високоенергетичне світло. Саме цим зараз займаються фізики з Університету Рочестера, США, разом із вченими з дослідницького центру ELI Beamlines у Чехії. За словами вчених, вони не перші, хто намагався створювати гамма-промені таким чином. Але в новому дослідженні використовується квантова електродинаміка, яка є передовим підходом до вирішення цієї проблеми.

Фізики проаналізують, як один або два електрони випромінюють світло. Зрештою вони сподіваються працювати з багатьма електронами, щоб виробляти когерентні гамма-промені. Якщо вчені дізнаються, як підтримувати когерентність і стабільність променя протягом тривалих періодів часу, гамма-промені можуть стати новим джерелом енергії для створення антиматерії. Це матерія, що має протилежний електричний заряд.

Вченим необхідно дослідити, що відбувається, коли щільні пучки швидких електронів стикаються з сильним лазерним полем, щоб випустити високоенергетичне світло. Саме цим зараз займаються фізики
Фото: popularmechanics.com

Гамма-лазери та міжзоряні подорожі

Нове дослідження ґрунтується на більш ранніх наукових роботах, у яких вивчали когерентне гамма-випромінювання. Наприклад, у 2012 році група фізиків запропонувала приводити космічний корабель у рух за допомогою гігаелектронвольтного гамма-лазера. Тобто це проєкт фотонної ракети, яка працює за рахунок знищення матерії та антиматерії, як і пропонував Зенгер. Учені припустили, що цю ідею можна втілити в життя.

Принцип роботи полягає в наступному. Протони й антипротони знищуватимуть один одного, створюючи потужний сплеск гамма-випромінювання. Потім сфокусований лазерний промінь концентрованого гамма-випромінювання буде запущений усередині космічного корабля і створить "фотонну лавину". Магнітне поле поглинатиме імпульс віддачі променя і передаватиме його космічному кораблю, забезпечуючи йому тягу.

У 2020 році, фізики в іншому дослідженні гамма-променів для приведення в рух космічної ракети запропонували способи використання водневого палива для генерації необхідної потужності.

Коли люди зможуть потрапити в сусідню галактику?

Але перед тим, як люди зможуть вирушити в сусідню галактику за допомогою космічних кораблів, що працюють на гамма-променях, ученим необхідно подолати проблему когерентності променя. У 2019 році американські фізики провели експеримент із позитронієм (містить позитрони, тобто антиподи електронів і електрони) і надтекучим рідким гелієм. Це форма гелію, схожа на надпровідник, без опору, в'язкості або тертя. Гелій забезпечив захист для позитронія. Взаємодія позитронів створювала гамма-промені, якщо вони залишалися в квантовому стані, відомому як конденсат Бозе-Ейнштейна.

Але перед тим, як люди зможуть вирушити в сусідню галактику за допомогою космічних кораблів, що працюють на гамма-променях, ученим необхідно подолати проблему когерентності променя...
Фото: NASA

Однією з проблем розроблення і стабілізації гамма-випромінювальних ізомерів є те, що вони занадто швидко випускають свою енергію, щоб підтримувати велику популяцію ізомерів одночасно. На щастя, деякі ізотопи хімічних елементів можуть забезпечувати більш енергійні гамма-промені з меншими витратами енергії для підтримки своїх ізомерів, і фізики розглядають їх як потенційне розв'язання проблеми когерентного пучка.

Гамма-лазер наступного покоління, можливо, не дасть змоги людям у найближчі десятиліття потрапити до сусідньої галактики Андромеди, але якщо буде створено базову технологію, то ця подорож може стати можливою у більш віддаленому майбутньому.

Як уже писав Фокус, астрономи розповіли, скільки насправді існує галактик у Всесвіті. Проблема в тому, що вчені можуть бачити лише невелику частину Всесвіту, а тому більш точні оцінки стосуються саме цієї ділянки космосу.

Теги за темою
Космос
Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
Савченко написала на Безуглую заявление в Госбюро расследований и СБУ: в чем обвиняет
Апостроф
2024-11-13T12:36:30Z
Нарушит еще одну традицию: Мелания Трамп не переедет за мужем в Белый дом
Фокус
2024-11-13T14:35:03Z
В США ответили, способна ли РФ переломить ситуацию в Курской области
Comments UA
2024-11-13T08:15:40Z
Украинка сорвала выступление Навальной на конференции в Лиссабоне
Comments UA
2024-11-12T14:09:13Z
Трамп определился с будущим генпрокурором: почему Украине теперь действительно тревожно
Comments UA
2024-11-14T05:15:43Z
Итоги 13.11: Атака на Киев и представитель Трампа
Корреспондент
2024-11-14T05:03:23Z
Назван план прекращения огня в Украине, который рассматривает Трамп
Comments UA
2024-11-13T07:33:34Z
Названы три кандидатуры на должность посла Украины в США
Апостроф
2024-11-12T16:48:41Z
Войска НАТО могут быстро "выгнать россиян из Украины": почему не будут этого делать
Comments UA
2024-11-13T14:28:05Z
Найден самый ранний признак деменции: многие с ним сталкиваются, и не один раз
Фокус
2024-11-11T09:51:52Z
Содержат скрытый сахар: 3 продукта, которые вредят здоровью мозга
Фокус
2024-11-13T17:27:00Z
Госпитализации упали на 63%: ученые узнали новый метод борьбы с COVID-19
Фокус
2024-11-07T16:51:30Z
Формула "10-3-2-1-0": ученые вывели беспроигрышное уравнение для здорового сна
Фокус
2024-11-13T10:36:35Z
Опасная посуда: от чего стоит избавиться, чтобы улучшить самочувствие
Comments UA
2024-11-14T04:33:39Z
Распространенные продукты, которые "убивают" мозг
Comments UA
2024-11-14T02:48:01Z
Несмотря на аргументы ра противодействие ВРУ: Кабмин пытается взять под контроль деньги больниц
ZN UA
2024-11-12T14:07:55Z
Правительство ликвидирует МСЭК и внедрит новую систему оценки трудоспособности
Comments UA
2024-11-12T17:21:36Z
В Украине заменят МСЭК новым механизмом, который позволит проходить медкомиссию заочно, - Шмыгаль
Комсомольская правда
2024-11-12T16:19:43Z
На фоне слухов о проблемах в браке одинокую Пугачеву поймали во время прогулки
Comments UA
2024-11-11T21:51:15Z
Помешан на костях: психологи выяснили животную страсть Леонардо Ди Каприо к юным любовницам
Знай
2024-11-03T13:51:24Z
Моника Беллуччи снялась для китайского глянца
Фокус
2024-11-06T13:45:09Z
Не замерзнуть и роскошно выглядеть: 7 модных идей, которые вдохновят вас перед ноябрьскими холодами
Marie Claire
2024-10-31T19:16:19Z
В Киеве экспонируют работы выдающегося одесского художника Игоря Гусева
ZN UA
2024-11-14T05:09:50Z
Пропала без вести звезда известного сериала: что известно
Новости Украины
2024-11-13T22:00:48Z
Украинки определились с топ-5 видами джинсов и брюк на зиму 2024/2025: стиль - это все
Знай
2024-11-04T19:51:05Z
Черная пятница с промокодами и купонами: где искать дополнительные скидки?
Bin UA
2024-11-08T18:35:00Z
Музыкальный критик красиво опустил всю эстраду РФ
Comments UA
2024-11-13T21:30:41Z
8 ноября: церковный праздник сегодня, что считается грехом в этот день
UAToday
2024-11-08T05:03:55Z
В Амстердаме прошли массовые еврейские погромы
Корреспондент
2024-11-08T03:30:10Z
ЦПД: Солдаты КНДР попали под обстрел в Курской области
Корреспондент
2024-11-04T11:46:11Z
Женщина сделала ДНК-тест: как выяснилось, ее бабушка забрала с собой в могилу секрет
Фокус
2024-11-12T15:27:38Z
Что ждет тех, кто не обновил учетные данные в ТЦК
Знай
2024-11-14T05:06:45Z
Как и почему изменились вкусовые предпочтения украинцев: покупаем меньше и по акции
Комсомольская правда
2024-11-14T05:04:21Z
Всеобщая мобилизация: в какой срок нужно забрать повестку с почты
ZN UA
2024-11-08T04:03:51Z
Женщина пошла на крайние меры, чтобы поймать изменяющего ей парня: его реакция шокировала
Фокус
2024-11-08T10:51:09Z
В Ассоциации городов заявили об оттоке украинцев на оккупированные территории
Корреспондент
2024-11-12T17:58:17Z
Почему в Украине стремительно растут цены: банкир Фурса ошарашил ответом
Comments UA
2024-11-12T15:18:16Z
Отключение света и графики поставки газа: что ждет украинцев этой зимой
Знай
2024-11-08T04:36:37Z
Минимальный взнос при полученных пенсиях возрос: что ждать украинцам с ноября
Знай
2024-11-04T20:12:39Z
Присвоили 5,8 млрд грн: менеджеры нефтеперерабатывающей компании получили подозрения
Апостроф
2024-11-07T21:45:13Z
Старые схемы аренды земли лишают украинские общины доходов: теряют $64,5 млн ежегодно
Знай
2024-11-14T05:21:08Z
Надбавка к зарплате учителей: когда можно получить 1000 гривен
ZN UA
2024-11-14T05:03:24Z
Объединит солнце и волны: новый генератор сделает "зеленую" электроэнергию дешевле
Фокус
2024-11-08T10:12:14Z
Кабмин в очередной раз перенес повышение зарплат учителям
Апостроф
2024-11-12T14:04:44Z
Банковская тайна: на что соглашаются украинцы, открывая карту "Национальный кешбэк"
Хвиля
2024-11-14T05:03:18Z
Психотерапевт - о разговорах с бойцами на "нуле": Лучше молчать в трубку, чем не звонить вообще
Комсомольская правда
2024-11-08T05:03:43Z
Срочно делайте, иначе останетесь без винограда: бюджетные средства обработки лозы
Знай
2024-11-12T16:51:31Z
Гороскоп на завтра 14 ноября: Львам - сюрпризы, Весам - большая удача
GlavRed
2024-11-13T07:28:09Z
Как распознать настоящего мужчину: главные принципы и привычки
Comments UA
2024-11-08T04:12:42Z
Гороскоп на неделю с 18 по 24 ноября: кого ждут финансовые трудности, а кого — перемены к лучшему
Marie Claire
2024-11-14T04:18:48Z
Эти знаки Зодиака создают самые крепкие отношения: узнайте, среди них вы
Comments UA
2024-11-14T04:00:28Z
Идеальный хруст: здоровый способ вкусно приготовить бекон от шеф-повара
Marie Claire
2024-11-08T03:00:33Z
Диетические котлеты из индейки в духовке: получается некалорийно и очень вкусно
Фокус
2024-11-08T05:06:37Z
Зачем готовить только вкусные блюда 14 ноября и кто должен положить говядину под подушку: приметы и запреты в Филлипов день
Знай
2024-11-14T03:30:38Z
В Севастополе подорвали авто капитана первого ранга Черноморского флота РФ. Тот не выжил
ZN UA
2024-11-13T11:27:00Z
Россияне топчутся на собственных труппах: что происходит под Купянском
Comments UA
2024-11-12T14:21:04Z
Оккупанты нанесли удар по жилому дому в Харькове: есть разрушения и пострадавшие
Хвиля
2024-11-08T06:21:31Z
В Крыму взорвался бензовоз и вспыхнул пожар
Корреспондент
2024-11-12T14:13:10Z
Штурмуют "вслепую": командиры ВС РФ дают солдатам под Курском неверные разведданные, — Forbes
Фокус
2024-11-14T05:00:30Z
Оккупанты вошли в Купянск и не только: карта DeepState
Comments UA
2024-11-14T05:00:15Z
В Google "слили" размещение военных систем ВСУ: в СНБО возмущены
Апостроф
2024-11-03T16:57:29Z
Последствия массированной атаки оккупантов на Одессу: множество разрушений
Comments UA
2024-11-08T07:39:47Z
Россияне пожаловались на разграбленные дома в селе, в которое ВСУ и не заходили
Фокус
2024-11-12T14:27:41Z
"Боже, какой я была глупой": Ярослава Магучих изменила свои планы по рождению ребенка
Апостроф
2024-11-12T19:06:04Z
Находился в коме: стали известны подробности смерти боксера Вячеслава Узелкова
Комсомольская правда
2024-11-12T10:12:13Z
Из Украины сбежали двое хоккеистов, не вернувшись домой после игр Континентального кубка
Комсомольская правда
2024-11-02T14:33:49Z
Эннис рассказал о плане на поединок с Чухаджяном
Корреспондент
2024-11-02T10:12:37Z
Богачук объяснил позицию Ломаченко, публично не осудившего нападение России
Корреспондент
2024-11-13T17:51:58Z
Жена Серхио Рамоса показала откровенные фото в одном нижнем белье
Корреспондент
2024-11-13T17:22:24Z
Украина добыла разгромную победу в отборе на женский Евробаскет
Корреспондент
2024-11-08T10:04:17Z
Запрет на общение с семьей и истинная причина смерти сына: интервью с мамой Вячеслава Узелкова
Фокус
2024-11-13T17:21:36Z
Сын Виталия Кличко получил дебютный вызов в сборную Украины по баскетболу
ZN UA
2024-11-13T17:06:35Z
Россияне ударили по кладбищу в Одессе - повреждено более 100 могил
Апостроф
2024-11-01T15:22:12Z
В центре столицы Бразилии прогремели взрывы
Корреспондент
2024-11-14T04:03:31Z
В Сумской, Черниговской и Полтавской областях прогремели взрывы - продолжается атака "шахедов" на Украину
ZN UA
2024-11-14T02:18:07Z
В Киеве скончался сотрудник Печерского ТЦК, который выстрелил себе в голову, - СМИ
Комсомольская правда
2024-11-13T18:48:03Z
На Херсонщине россияне атаковали с БпЛА "скорую", которая эвакуировала раненых
Апостроф
2024-11-13T17:07:14Z
Налет беспилотников на Харьков: попадания в жилой дом и рядом с торговым центром
VGorode
2024-11-13T16:03:35Z
На Черкасщине ГБР сообщило о подозрении начальнику колонии: что нарушил
Апостроф
2024-11-13T14:15:22Z
Россияне беспилотником атаковали гражданский автомобиль на Сумщине, травмированный мужчина
Комсомольская правда
2024-11-13T14:07:05Z
Начальник колонии в Черкасской области помог в проведении криминальной «сходки»: детали расследования
Comments UA
2024-11-13T14:06:43Z
Киевстар обещает безлимитный интернет за 1 гривну: как получить
Знай
2024-11-04T18:06:55Z
Новый этап эволюции: собаки стали лучше понимать людей и приспосабливаться к ним
Знай
2024-11-14T04:51:02Z
ПК-геймерам будут дарить Indiana Jones and the Great Circle при покупке видеокарт GeForce RTX 40 — акция от NVIDIA
GameMag
2024-11-14T04:07:37Z
25 тысяч рублей за дисковод: Аксессуар для PlayStation 5 Pro скоро появится в крупных розничных магазинах России
GameMag
2024-11-14T01:06:48Z
Бесплатные игры для подписчиков PS Plus Premium и PS Plus Extra на ноябрь 2024 года раскрыты: Чем порадует Sony
GameMag
2024-11-14T00:37:38Z
GPS для микроорганизмов: ученые нашли способ отслеживать людей через бактерии
Фокус
2024-11-13T21:06:03Z
Ненасытные потребители: Обзор Dead Rising Deluxe Remaster
GameMag
2024-11-13T21:01:35Z
Магнитные бури, прогноз на три дня: чего ожидать от солнечной активности 14-16 ноября
UAToday
2024-11-13T19:33:01Z
За Орду: Blizzard выпустила Warcraft Remastered, Warcraft II Remastered и Warcraft III Reforged 2.0
GameMag
2024-11-13T18:31:02Z
Skoda запускает электромобильную революцию: новые модели с нуля и классика бензиновых машин
Знай
2024-11-14T03:51:42Z
Кислоты, ржавчина и царапины: листья вредят автомобилю, больше чем могут казаться
Знай
2024-11-13T19:21:19Z
Tesla шестой раз за год отзывает партию пикапов Cybertruck
Корреспондент
2024-11-13T15:15:02Z
Можете потерять много денег: украинцев предупредили об опасности продажи авто по доверенности
Знай
2024-11-12T21:51:26Z
Mercedes-Benz 1923 выставили на продажу: за сколько продадут ретро-авто
Comments UA
2024-11-12T15:36:36Z
Неожиданный лидер: один из регионов обогнал Киев по количеству электрокаров
Comments UA
2024-11-12T14:33:28Z
Представлений мотоцикл Secoron RA600
Portaltele
2024-11-12T12:07:59Z
В чем отличие бензина 95 от 95 премиум и 92: важно знать каждому водителю
UAToday
2024-11-12T11:06:21Z
Зимой скажете спасибо за этот способ: для чего водители используют пленку в авто
Знай
2024-11-12T09:51:09Z