ई = एमसी²। यह पूरे खगोल भौतिकी में सबसे बुनियादी और मौलिक समीकरणों में से एक है। लेकिन यह सुझाव देने से कहीं अधिक है कि द्रव्यमान और ऊर्जा परस्पर जुड़े हुए हैं, इसका तात्पर्य है कि प्रकाश को भौतिक रूप से पदार्थ में बदला जा सकता है।
लेकिन क्या यह वास्तव में - शारीरिक रूप से - किया जा सकता है? वैज्ञानिकों ने इस सिद्धांत को 80 साल से भी पहले प्रस्तावित किया था, लेकिन आज ही उन्होंने पृथ्वी पर इस परिवर्तन को नियमित रूप से करने का मार्ग प्रशस्त किया है।
अवधारणा एक नए प्रकार के फोटॉन-फोटॉन कोलाइडर की मांग करती है। सुनने में यह साइंस फिक्शन जैसा लगता है, लेकिन मौजूदा तकनीक से इसे हकीकत में बदला जा सकता है।
लंदन के इंपीरियल कॉलेज के प्रमुख शोधकर्ता ओलिवर पाइक ने कहा, 'हालांकि सिद्धांत अवधारणात्मक रूप से सरल है, लेकिन प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित करना बहुत मुश्किल रहा है।' प्रेस विज्ञप्ति . 'हम बहुत जल्दी कोलाइडर के लिए विचार विकसित करने में सक्षम थे, लेकिन हमारे द्वारा प्रस्तावित प्रयोगात्मक डिजाइन सापेक्ष आसानी से किया जा सकता है।'
1934 में, दो भौतिक विज्ञानी ग्रेगरी ब्रेइट और जॉन व्हीलर ने प्रस्तावित किया कि एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन बनाने के लिए केवल दो फोटॉन, प्रकाश के मूलभूत कणों को एक साथ तोड़कर प्रकाश को पदार्थ में बदलना संभव होना चाहिए। यह प्रकाश को पदार्थ में बदलने का अब तक का सबसे आसान तरीका था, लेकिन इसे प्रयोगशाला में कभी नहीं देखा गया।
पिछले प्रयोगों में बड़े पैमाने पर उच्च-ऊर्जा कणों को जोड़ने की आवश्यकता होती है। हमने परमाणु हथियारों और विखंडन रिएक्टरों के विकास से देखा है कि पदार्थ की एक छोटी सी मात्रा बहुत बड़ी मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न कर सकती है। तो ऐसा लगता है कि ब्रेइट और व्हीलर के सिद्धांत को विपरीत प्रभाव की आवश्यकता होगी: फोटॉन से ऊर्जा की जबरदस्त मात्रा में पदार्थ की एक छोटी मात्रा उत्पन्न करने के लिए।
यह प्रयोग इस मायने में पहला होगा कि इसमें बड़े पैमाने पर उच्च-ऊर्जा कणों को जोड़ने की आवश्यकता नहीं है। यह विशुद्ध रूप से फोटॉन से किया जाएगा।
अवधारणा प्रकाश की गति के ठीक नीचे इलेक्ट्रॉनों को गति देने के लिए एक उच्च-तीव्रता वाले लेजर का उपयोग करने के लिए कॉल करती है, और फिर उन्हें दृश्यमान प्रकाश की तुलना में एक अरब गुना अधिक ऊर्जावान फोटॉन की बीम बनाने के लिए सोने के स्लैब में तोड़ देती है। उसी समय, एक और लेज़र बीम को होहलराम पर ब्लास्ट किया जाएगा - एक छोटा सोने का कंटेनर जिसका अर्थ जर्मन में 'खाली कैन' है - जो अंदर से गुलजार होने वाले फोटॉन के साथ एक विकिरण क्षेत्र बनाएगा।
प्रारंभिक फोटॉन बीम को होहलराम के केंद्र में निर्देशित किया जाएगा। जब दो स्रोतों से फोटॉन टकराते हैं, तो कुछ इलेक्ट्रॉनों और पॉज़िट्रॉन के जोड़े में परिवर्तित हो जाते हैं। एक संसूचक तब सिग्नेचर को मामले और एंटीमैटर के रूप में उठाता है क्योंकि वे कंटेनर से बाहर निकलते हैं।
प्रकाश और पदार्थ की बातचीत का वर्णन करने वाले सिद्धांत। छवि क्रेडिट: ओलिवर पाइक, इंपीरियल कॉलेज लंदन
पाइक ने कहा, 'संलयन ऊर्जा अनुसंधान में उनकी पारंपरिक भूमिका के बाहर होहलराम के अनुप्रयोगों की तलाश के कुछ घंटों के भीतर, हम यह जानकर चकित रह गए कि उन्होंने फोटॉन कोलाइडर बनाने के लिए सही स्थितियां प्रदान की हैं।' 'प्रयोग करने और पूरा करने की दौड़ जारी है!'
यदि प्रदर्शन सफलतापूर्वक किया जाता है, तो यह एक नए प्रकार का उच्च-ऊर्जा भौतिकी प्रयोग होगा। यह भौतिकविदों की उन मूलभूत तरीकों की सूची को पूरा करेगा जिसमें प्रकाश और पदार्थ परस्पर क्रिया करते हैं, और दोनों एक प्रक्रिया को फिर से बनाते हैं जो बिग बैंग के 100 सेकंड बाद महत्वपूर्ण थी और गामा किरण फटने में दिखाई देने वाली प्रक्रिया, ब्रह्मांड में सबसे शक्तिशाली विस्फोट।
NS कागज़ नेचर फोटोनिक्स में प्रकाशित हुआ है।
