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
Украинские военные начали массово сдаваться в плен: что известно
Comments UA
2024-11-16T20:00:53Z
Ситуация резко изменилась: что происходит в Купянске после визита Зеленского
Comments UA
2024-11-19T15:18:34Z
Россияне прут на Курщине: сколько территории потеряла Украина
Comments UA
2024-11-24T09:54:30Z
В Киеве пробки на дорогах и коллапс в метро
Апостроф
2024-11-21T07:00:32Z
В Нацгвардии рассказали, какую тактику используют войска РФ во время штурмов на запорожском направлении
ZN UA
2024-11-24T10:34:39Z
"Только живи!!!" Артема Пивоварова поразило пение военного
Апостроф
2024-11-24T10:18:57Z
Этой зимой оккупанты хотят захватить прифронтовые города: о чем предупреждает ISW
Известия Киев
2024-11-18T18:07:47Z
В оккупированном Крыму подняли флаг Украины: детали
TSN
2024-11-18T12:27:39Z
Блэкаут в Одессе: в городе не могут заживить критическую инфраструктуру, закрывают школы
Фокус
2024-11-17T22:57:29Z
Молодой фаворитке Путина доверили важное культурное мероприятие в России
Comments UA
2024-11-21T19:57:44Z
Китай отреагировал на удар баллистической ракетой России по Украине
Comments UA
2024-11-22T13:57:41Z
Три года до нового удара России: предупреждение Залужного
Comments UA
2024-11-23T12:54:41Z
Нарушит еще одну традицию: Мелания Трамп не переедет за мужем в Белый дом
Фокус
2024-11-13T14:35:03Z
Байден хотел публично призвать принять Украину в НАТО: почему передумали в Белом доме
Апостроф
2024-11-24T11:00:54Z
Россия обманом вербует йеменских хуситов на войну - СМИ
Корреспондент
2024-11-24T10:42:08Z
«Не дай Бог» — Лукашенка рассказал, кого нельзя избирать президентом
ZN UA
2024-11-14T22:02:11Z
Маск цинично унизил всех украинцев: что немедленно должна сделать Банковая
Comments UA
2024-11-18T09:03:21Z
Усиление кровавого террора: сколько еще времени Путин будет устраивать украинцам ад
Comments UA
2024-11-18T12:39:58Z
На фоне слухов о проблемах в браке одинокую Пугачеву поймали во время прогулки
Comments UA
2024-11-11T21:51:15Z
В России умерла звезда фильма "Бриллиантовая рука"
Comments UA
2024-11-16T14:42:23Z
Врачи не давали сроков: любимица публики Ада Роговцева оказалась в больнице
GlavRed
2024-11-14T17:06:51Z
"Такой п**дец, а ты чипсики рекламируешь": ведущий "Орла и решки" рассказал о разговоре с Ивлеевой после вторжения РФ
Апостроф
2024-11-19T09:48:42Z
Известная модель обвинила скандального Канье Уэста в сексуальном насилии
TSN
2024-11-24T10:24:00Z
Известная украинская актриса закрутила новый роман и призналась, как возлюбленный реагирует на ее 13-летнюю дочь
TSN
2024-11-24T10:24:00Z
Тринчер сравнили с россиянкой Бузовой из-за поведения на интервью/Певица ответила на вопросы интервьюера после своего выступления
Апостроф
2024-11-19T10:39:25Z
В Facebook сообщили о смерти Виктора Павлика: жена выдала гневную тираду
GlavRed
2024-11-19T16:45:44Z
"От греха подальше...": беременная жена Остапчука разделась, и заявила, что делает "заначки"
Знай
2024-11-16T18:51:26Z
Найден самый ранний признак деменции: многие с ним сталкиваются, и не один раз
Фокус
2024-11-11T09:51:52Z
Женщины, которые стареют медленнее всех: 6 здоровых привычек датчанок
Фокус
2024-11-16T15:00:35Z
Формула "10-3-2-1-0": ученые вывели беспроигрышное уравнение для здорового сна
Фокус
2024-11-13T10:36:35Z
«Они совсем не темнеют»: простой лайфхак, чтобы хранить авокадо неделями
Marie Claire
2024-11-21T03:04:10Z
Срочно остановитесь с заготовками: чем опчень опасна консервация, касается каждого украинца
Знай
2024-11-24T10:51:57Z
Какое должно быть давление у пожилых людей: об этом стоит знать
TSN
2024-11-24T10:51:11Z
Что предлагают вместо МСЭК: от анонимности пациента до видеофиксации и индивидуальных экспертов
Комсомольская правда
2024-11-19T06:02:12Z
Ночная стража: 5 комнатных растений, которые улучшают сон
Marie Claire
2024-11-16T19:30:52Z
Состарит, убьет потомство и разовьет рак: ученые раскрыли новые опасности курения марихуаны
Фокус
2024-11-15T19:51:31Z
"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
"Им запретили делать это": раскрыто скандальное условие боя Тайсон - Пол
Корреспондент
2024-11-19T15:36:14Z
"Барселона" за две минуты в меньшинстве упустила победу в матче чемпионата Испании
TSN
2024-11-24T09:51:35Z
"С таким еще не сталкивались": Гвардиола попытался объяснить провальную серию "Манчестер Сити"
ZN UA
2024-11-24T09:22:05Z
Фьюри пообещал своим болельщикам вернуть чемпионские пояса в реванше против Усика
ZN UA
2024-11-24T09:10:53Z
Стивенсон остался без соперника, а бой с Сепедой откладывают на неопределен
Корреспондент
2024-11-24T09:09:15Z
Расінг Авельянеда — володарь Копа Судамерикана
Football.ua
2024-11-24T08:51:09Z
"Завершаются только одним результатом": Фьюри сделал предупреждение Усику п
Корреспондент
2024-11-24T07:57:19Z
Украинцы в Норвегии лишатся приюта и защиты: что известно о новых правилах
Comments UA
2024-11-16T19:15:52Z
В Кривом Роге прощаются с погибшей семьей - Еленой Кулик и ее детьми
Апостроф
2024-11-14T13:54:53Z
В Ассоциации городов заявили об оттоке украинцев на оккупированные территории
Корреспондент
2024-11-12T17:58:17Z
На семью - 18 500 гривен: украинцев регистрируют на новые "зимние" выплаты
Знай
2024-11-15T04:21:06Z
Под прицелом более 200 объектов: в WSJ спрогнозировали новые удары ATACMS по России
Апостроф
2024-11-24T10:54:45Z
В порту Гамбурга обнаружили беспилотник, который следил за британским авианосцем
Европейская правда
2024-11-24T10:51:19Z
В Курской области удалось вырвать из окружения 16 бойцов ВСУ
ZN UA
2024-11-15T18:54:19Z
Российская ракета, которая упала на дома в Одессе, была сбита ПВО, — Воздушные силы
Комсомольская правда
2024-11-18T14:40:19Z
Женщина сделала ДНК-тест: как выяснилось, ее бабушка забрала с собой в могилу секрет
Фокус
2024-11-12T15:27:38Z
Почему в Украине стремительно растут цены: банкир Фурса ошарашил ответом
Comments UA
2024-11-12T15:18:16Z
В Украине могут установить ветряные турбины общей мощностью 800 МВт: что известно
Фокус
2024-11-18T17:23:42Z
Отменены графики отключений света в некоторых регионах
Известия Киев
2024-11-19T18:33:42Z
Платежка может вырасти: сколько придется платить за газ в декабре
Знай
2024-11-18T08:07:12Z
Света будет больше: энергетики обновили графики отключений на воскресенье
Апостроф
2024-11-24T10:27:53Z
Польские фермеры начали блокировать пункт пропуска "Медика – Шегини"
TSN
2024-11-24T10:21:26Z
Украинцы могут платить за тепло по "копеечному" тарифу: но есть условие
Знай
2024-11-16T20:12:25Z
Цитрусовый ценопад: мандарины, апельсины и лимоны становятся доступнее
Знай
2024-11-18T11:12:37Z
Кабмин в очередной раз перенес повышение зарплат учителям
Апостроф
2024-11-12T14:04:44Z
Срочно делайте, иначе останетесь без винограда: бюджетные средства обработки лозы
Знай
2024-11-12T16:51:31Z
Голубцы с булгуром, вкуснее обычных: судья "Мастер Шеф" дала простой рецепт
Политека
2024-11-19T04:00:53Z
Любовный гороскоп для всех знаков Зодиака на неделю с 18 по 24 ноября 2024 года
Фокус
2024-11-17T23:15:40Z
Гороскоп на завтра 14 ноября: Львам - сюрпризы, Весам - большая удача
GlavRed
2024-11-13T07:28:09Z
Денежный маникюр на декабрь 2024: 7 вариантов, которые привлекут деньги и успех
Marie Claire
2024-11-24T11:00:11Z
Быстрые шоколадные оладьи: легкий рецепт десерта для поклонников сладкого
Marie Claire
2024-11-24T10:36:08Z
Как спасти пересоленное блюдо – помогут бабушкины советы/Ситуацию можно исправить!
Апостроф
2024-11-18T11:12:39Z
Как самые счастливые люди проводят выходные: вывод из книги исследовательницы счастья
Фокус
2024-11-24T08:27:28Z
Возраст души: пошаговая инструкция, чтобы рассчитать важную цифру для вашей судьбы
Marie Claire
2024-11-24T08:01:15Z
Норвежские рыбаки "поймали" в свои сети американскую атомную субмарину
Европейская правда
2024-11-15T12:58:02Z
Российский удар по Киеву: спасатели показали последствия
Апостроф
2024-11-17T07:15:11Z
Среди жертв российского удара по Сумам – 14-летняя Анастасия Боровик
Комсомольская правда
2024-11-18T10:52:24Z
Очевидец о ракетном ударе в Одессе: взрыв был в 15 метрах от нас
Comments UA
2024-11-18T11:15:47Z
Пропавших два года назад детей нашли: где они были все это время и как выжили
Фокус
2024-11-24T09:21:30Z
У посольства Израиля в Иордании произошла стрельба
Корреспондент
2024-11-24T07:36:11Z
Дания задержала китайское судно по подозрению в повреждении кабелей
Корреспондент
2024-11-20T19:00:44Z
Под Парижем владелец ресторана захватил заложников в своем заведении
Фокус
2024-11-16T19:54:36Z
Стрельба в Киеве: один человек погиб, подозреваемого стрелка разыскивают. ФОТО, ВИДЕО
Новости Украины
2024-11-24T05:57:37Z
Семейная традиция Комонов: ученые обнаружили следы бальзамирования на телах французских аристократов
Фокус
2024-11-18T11:45:32Z
"Пожалуйста, умри": искусственный интеллект устал от вопросов и нахамил пользователю
Фокус
2024-11-14T15:06:56Z
Точно не два: сколько на самом деле глаз у пчелы
Фокус
2024-11-24T08:51:13Z
Saber Interactive договорилась с My.games: Стратегию Tempest Rising издаст лейбл Knights Peak
GameMag
2024-11-24T06:12:59Z
Отключение света: как выбрать павербанк не только для смартфона
ZN UA
2024-11-24T03:34:33Z
Аталанта впоралася з Пармою
Football.ua
2024-11-23T21:54:37Z
Много хороших улучшений, которые сложно заметить: Обзор Horizon Zero Dawn Remastered
GameMag
2024-11-23T21:25:20Z
Инсайдер: Microsoft сформировала в Activision комитет по развитию Call of Duty — все только начинается
GameMag
2024-11-23T21:06:13Z
Инсайдер: Rebellion отменила мультиплеерную Sniper Elite из-за провала Concord от Sony
GameMag
2024-11-23T21:01:47Z
Лайфхаки для зимы: как быстро очистить лобовое стекло от льда
Comments UA
2024-11-19T01:00:21Z
Ферстаппен отреагировал на завоевание чемпионского титула
Корреспондент
2024-11-24T10:12:53Z
Старая классика с новой начинкой: в Украине маршрутчикам показали электрический "Спринтер"
Знай
2024-11-24T08:51:43Z
Выдержит до -40°С: Китай представил новую натрий-ионную батарею для электромобилей
Фокус
2024-11-23T15:00:02Z
Яркий киногерой: на аукцион выставили спортивное авто знаменитого шпиона
Фокус
2024-11-23T09:36:59Z
За американский автомобиль могут отобрать права: на что обратить внимание
Знай
2024-11-22T17:21:14Z
В Японии запускают в производство необычный гибрид Honda Civic и Dodge Challenger
Фокус
2024-11-22T11:15:38Z
Альтернатива Wrangler: электрический внедорожник Jeep впервые заметили на дорогах
Фокус
2024-11-22T08:36:02Z
Увеличат запас хода до 1000 км: Honda готовит инновационные батареи для электрокаров
Фокус
2024-11-21T17:57:23Z