Sobota 23. října 2021, svátek má Teodor, Theodor
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Sobota 23. října 2021 Teodor, Theodor

Ruští vědci tvrdí, že ví, jak stvořit hmotu z ničeho

Nedávno publikovaná studie moskevských vědců naznačila způsob, jak z kvantového vakua vytvořit hmotné částice. Na výsledek pokusu si ale musíme nějaký ten pátek počkat, minimálně do roku 2015.

Kvantová fyzika | foto: Profimedia

Vědci neradi hovoří o možnosti získání energie z ničeho. Takové úvahy totiž vedou k perpetuu mobile, hypotetickému stroji, který nepotřebuje žádný zdroj energie. Jeho existence je ale v příkrém rozporu s přírodními zákony.

Ale co takhle stvoření hmoty z ničeho? Nebo alespoň z prázdného prostoru, tedy z vakua? Na první pohled se to zdá stejně nemožné, ale mezi vědci se najdou i fyzici, kteří jsou o této možnosti přinejmenším ochotni diskutovat. Například Alexandr Fedotov a jeho kolegové z moskevské Národní výzkumné univerzity jaderné fyziky.

Vakuové fluktuace

Ale vraťme se na začátek. Z Heisenbergova principu neurčitosti, jednoho z pilířů kvantové mechaniky, vyplývá, že dokonale prázdný prostor ve skutečnosti vůbec neexistuje.

Teoretická fyzika sice termín dokonalé vakuum používá, ale má tím spíš na mysli stav o nejnižší možné energii. Jenže ani to není zdaleka úplně prázdné, díky náhodným kvantovým fluktuacím je totiž plné párů tzv. virtuálních částic, jako jsou třeba elektron a pozitron, které v něm neustále vznikají a zase zanikají.

Hmota a antihmota

Elektrony jsou dobře známy, tvoří obaly atomů, podílí se na chemických vazbách a jejich uspořádaný pohyb má za následek vznik elektrického proudu. Dokonce je po nich pojmenován celý technický obor – elektronika.

Rovněž o pozitronech už asi většina z nás někdy slyšela, minimálně v souvislosti s nukleární medicínou, konkrétně s jedním druhem lékařského vyšetření zvaného pozitronová emisní tomografie (PET), která našla své uplatnění zejména v neurologii a onkologii.

Pozitrony patří mezi částice antihmoty a mají stejné základní vlastnosti jako elektrony.

Méně známo ale už asi je, že pozitrony patří mezi částice antihmoty. Jejich základní vlastnosti jsou úplně stejné jako u elektronu, až na jejich náboj. Ten mají na rozdíl od elektronů kladný, proto se o nich též často hovoří jako o antielektronech.

Podobně jako všechny ostatní virtuální částice i elektrony a pozitrony se ustavičně vynořují z kvantového vakua, jakoby z ničeho, a jakmile dojde k jejich setkání, anihilují a ihned zanikají, v podstatě stejně rychle jako vznikly. Celý proces trvá pouhý zlomeček vteřiny.

Mohou ale některé tyto virtuální částice opustit svůj jepičí život a přeměnit se ve skutečné, reálné částice? Někteří fyzici (již zmíněný Fedotov) tvrdí, že za jistých podmínek ano. Touto možností se jako první teoreticky zabýval rakouský fyzik Fritz Sauter v roce 1931.

Ve své práci na toto téma předpověděl, že dostatečně silné elektrické pole, které by tlačilo obě virtuální částice na opačné strany, by je mohlo zcela oddělit, takže by pak již nemohly vzájemně anihilovat. (Problémem ale je právě vytvoření onoho "dostatečně silného elektrického pole".)

Lasery a elektron-pozitronové páry

V roce 1997 se skupině fyziků pracujících ve Stanfordském středisku lineárního urychlovače (Stanford Linear Accelerator Center, SLAC) podařilo elektron-pozitronové páry vytvořit působením laseru. Ovšem reakce byla velmi slabá, v daném okamžiku došlo vždy k produkci jen jednoho páru částic.

Výpočty ukazují, že k "trvalé" produkci elektronů a pozitronů by byly potřeba mnohem výkonnější lasery. Takovým laserem by ale mělo disponovat zařízení Extreme Light Infrastructure (ELI), což je společný projekt 13 evropských zemí (včetně České republiky), jehož činnost by měla být zahájena v roce 2015.

Právě do něj vkládá své naděje Alexandr Fedotov, který o možnosti vytvářet reálné částice z fluktuujícího vakua popsal ve své studii uveřejněné v nedávném vydání časopisu Physical Review Letters.

Pokud vše půjde podle současných plánů, pak za několik let bude ELI nejvýkonnějším laserem na světě. Jeho plánovaný výkon v plném provozu je 1026 W/cm2, což by mělo podle předběžných propočtů, které Fedotov se svým týmem provedl, bohatě dostačovat na vytvoření elektron-pozitronových párů v řetězové reakci.

Podle Fedotova první elektron-pozitronový pár urychlený na velmi vysoké rychlosti vyzáří světlo, jehož fotony vyplodí spolu s ostatními fotony laseru další elektron-pozitronové páry, které vytvoří ještě více fotonů a tak dál a dál, až nakonec dojde k řetězové reakci a skutečně dojde ke stvoření hmoty z ničeho, resp. z kvantového vakua.

Zdroje:

Autor:
  • Nejčtenější

Test sluchátek: Z šesti novinek nás nejvíce nadchly ty nejlevnější

Premium Test zcela bezdrátových sluchátek přinesl docela neobvyklé překvapení: úplně nejlevnější model v celkovém hodnocení...

Hledá se náhrada za gripeny. Zkusili jsme udělat tendr „nanečisto“

Páteří českého vojenského letectva je v současné době čtrnáct kusů bojového letounu Saab JAS-39 Gripen, pronajatých od...

Weby vás tajně sledují prostřednictvím otisku zařízení

Na světě je téměř 1,9 miliardy internetových stránek. Mnohdy slouží k pokoutným účelům a dost často z nich obchodníci...

Apple vylepšil svá oblíbená sluchátka a absurdně zlevnil hudební službu

Pondělní záplava novinek se v nemalé míře soustředila na zvukové a hudební produkty. Podrobně vás jimi provedeme.

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Legendy ČSD obrazem. Nejvýkonnější evropská tendrovka se vyráběla v ČKD

Lokomotiva řady 477.0, zvaná Papoušek, patří k vrcholným dílům československých konstruktérů parních lokomotiv....

Syndrom Petra Pana. Proč někteří muži nikdy nedospějí a žijí jako paraziti

Premium V každém chlapovi zůstává kousek kluka, ale musí to být právě jen ten kousek. Pokud muž nechce vyrůst a převzít...

Čína má Evropu v hrsti, za pár týdnů dojde hořčík. Auto bez něj nevyrobíte

Premium Vše nasvědčuje, že současná čipová krize v automobilovém průmyslu je jen zahřívacím kolem před tím, co se na Evropu...

Váš syn bude žít jen pár týdnů. Zpověď matky zesnulého hokejisty Buchtely

Premium Přežít své dítě. Pro každého rodiče ta nejhorší představa. Teprve dvacetiletý hokejista Ondřej Buchtela zemřel loni v...

  • Další z rubriky

Pionýrky letectví. První pilotky v Československu získaly diplom v roce 1928

Letectví je i v současnosti hlavně mužskou záležitostí, nejinak tomu bylo i mezi světovými válkami. Aviatiček bylo za...

Kariéru letce si nevolíte, když nevíte, co se životem, říká pilotka

Premium Na pilotní výcvik dopravního letadla si deset let vydělávala jako letuška. Když konečně začala létat, přišla pandemie....

Záchodové prkénko pro barbíny. Připomeňte si ikonické produkty Steva Jobse

V úterý uplynulo deset let od smrti technického vizionáře, skvělého obchodníka a dlouholetého šéfa společnosti Apple...

Půjdu létat na půl hodiny k Brandýsu, nebo koupím dětem botičky?

Pilotka Radka Máchová patří mezi světové osobnosti letecké akrobacie. Třináct let vedla proslulou skupinu Flying Bulls....

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Čína má Evropu v hrsti, za pár týdnů dojde hořčík. Auto bez něj nevyrobíte

Premium Vše nasvědčuje, že současná čipová krize v automobilovém průmyslu je jen zahřívacím kolem před tím, co se na Evropu...

ČEZ od ledna zdraží: elektřinu asi o třetinu, plyn o víc než polovinu

ČEZ od nového roku zdraží elektřinu i plyn. Podle šéfa energetické společnosti Daniela Beneše to může být asi třetina u...

Jestli bude inflace stoupat dál, lidé ztratí polovinu úspor, varuje ekonom

Současná míra inflace bude trvat ještě několik let, důvodem jsou zejména vysoké objemy pumpování peněz do ekonomiky,...

Rodině postavil dům za Prahou. Z obří obývací kuchyně se stal problém

Pan Jarda je původem z Uherského Brodu, ale již léta pracuje a žije v Praze. Pro svou lásku Alenu a jejich dvě děti...

Střelba proti kameře je běžná, ale herec za nehodu nemůže, tvrdí Dvořák

Zpráva, že americký herec Alec Baldwin při natáčení westernu zastřelil kameramanku a postřelil režiséra, vyvolala...