نور در دل خلأ منفجر شد!
پژوهشگران دانشگاه آکسفورد با همکاری بینالمللی موفق شدند با استفاده از مدلسازی رایانهای پیشرفته، پدیدهای خارقالعاده را شبیهسازی کنند که در آن نور از فضای خالی یا همان خلا کوانتومی ظاهر میشود؛ گامی بزرگ در درک تعامل نور و ماده در سطح بنیادین.
تیمی از فیزیکدانان نظری و تجربی از دانشگاه آکسفورد، مؤسسه تکنولوژی برتر لیسبون و چند مرکز علمی دیگر، توانستند با توسعه یک روش محاسباتی سهبعدی در کد شبیهسازی پیشرفته OSIRIS پویایی خلأ کوانتومی را در مواجهه با لیزرهای بسیار پرقدرت مدلسازی کنند. این مدلسازی، دانشمندان را قادر ساخته تا شرایط تجربی دقیقتری برای آزمایشهای دنیای واقعی طراحی کرده و در عین حال، دیدگاههای جدیدی در مورد برهمکنشهای آنی نور با خلأ ارائه دهند.
مدلسازی بیسابقه برای شبیهسازی خلأ
در این پژوهش که در نشریه Communications Physics منتشر شده، پژوهشگران نشان دادهاند چگونه پیکربندیهای دقیق لیزر، از جمله شکل پرتو، زمانبندی پالس و تقارنهای ظریف هندسی میتواند نتیجهی برهمکنشها را در خلأ تغییر دهد. این مدل نیمهکلاسیک سهبعدی از خلأ کوانتومی، با شبیهسازی تکامل زمانی این برهمکنشها، ابزار قدرتمندی برای هدایت آزمایشهای پیشرو در اختیار جامعهی علمی قرار میدهد.
افقهای تازه برای فیزیک بنیادی
به گفتهی لوئیس سیلوا، استاد دانشگاه تکنیکال لیسبون و استاد مدعو فیزیک در دانشگاه آکسفورد، «ترکیب لیزرهای فوقپرتوان، روشهای پیشرفتهی آشکارسازی و مدلسازی عددی و تحلیلی نوین، پایهگذار دوران جدیدی در مطالعهی برهمکنش نور و ماده خواهند بود؛ دورانی که مرزهای درک ما از فیزیک بنیادین را گسترش خواهد داد.»
این روش محاسباتی همچنین میتواند به فیزیکدانان در شناسایی ذرات فرضی همچون اکسیونها و ذرات با بار الکتریکی بسیار کم (millicharged particles) که بهعنوان نامزدهایی برای ماده تاریک در نظر گرفته میشوند، کمک کند.
گام مهم در شکار ماده تاریک
این ابزار محاسباتی نهتنها طراحی دقیق آزمایشهای لیزری در آینده را ممکن میسازد، بلکه بهعنوان ابزاری نظری برای کاوش نشانههای ذرات بنیادین ناپیدا، ارزشمند خواهد بود.
به گزارش ساینس دیلی، فیزیکدانان امیدوارند که بهکمک این تکنولوژی بتوانند درک بهتری از ساختار خلأ، چگونگی تولد نور از «هیچ» و ماهیت واقعی ماده تاریک بهدست آورند.
انتهای پیام/
