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

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

v diskusi je 125 příspěvků

26. března 2024

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo...

Z jaderné triády zbyly Britům už jen ponorky. A ty musejí posílit

v diskusi je 76 příspěvků

27. března 2024

Jadernou triádu tvoří strategické bombardéry s jadernými zbraněmi, mezikontinentální balistické...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 44 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Rusko zastavilo odlet na ISS s první Běloruskou, letět měla i Američanka

v diskusi je 50 příspěvků

21. března 2024  10:23,  aktualizováno  14:26

Ve čtvrtek 21. března se necelých deset minut před půl třetí odpoledne měla vydat na Mezinárodní...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

v diskusi je 20 příspěvků

28. března 2024,  aktualizováno  11:41

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

Za vyhynutím dinosaurům mohla být i doba temna

v diskusi nejsou příspěvky

29. března 2024

Dopad planetky je nyní většinou odborníků považován za hlavní příčinu vyhynutí zhruba 73 až 76 %...

Podívejte se na Boeing C-17 Globemaster, který do Česka přivezl nové vrtulníky

v diskusi nejsou příspěvky

29. března 2024

V sobotu 23. března dosedl v Praze nákladní letoun USAF, který vezl obzvlášť cenný náklad. Z...

Dočasná raketa se po téměř 70 letech loučí. Bude startovat naposledy

v diskusi jsou 4 příspěvky

28. března 2024  15:36,  aktualizováno  19:54

Tento čtvrtek stojí na startovací rampě mysu Canaveral poslední potomek raket Thor, nosič Delta IV...

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

v diskusi je 20 příspěvků

28. března 2024,  aktualizováno  11:41

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

Zvolte jméno roku 2024 a vyhrajte Nutrilon a Hami v celkové hodnotě 130.000 Kč
Zvolte jméno roku 2024 a vyhrajte Nutrilon a Hami v celkové hodnotě 130.000 Kč

Každý týden můžete získat zajímavé balíčky od značek Nutrilon a Hami v celkové hodnotě 130.000 Kč. Hrajte s námi a získejte hlavní výhru, balíček s...

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Pliveme vám do piva. Centrum Málagy zaplavily nenávistné vzkazy turistům

Mezi turisticky oblíbené destinace se dlouhá léta řadí i španělská Málaga. Přístavní město na jihu země láká na...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...

Stále víc hráčů dobrovolně opouští Survivor. Je znamením doby zhýčkanost?

Letošní ročník reality show Survivor je zatím nejkritizovanějším v celé historii soutěže. Může za to fakt, že už...