Generare materia dalla luce

Si … può… fare…

Gli scienziati che studiano le collisioni di particelle presso il Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), una struttura utilizzata dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per la ricerca sulla fisica nucleare, hanno definitivamente provato due fenomeni fisici previsti più di 80 anni fa. Nella scoperta principale, grazie a una straordinaria dimostrazione di una delle equazioni più famose di Einstein (E=mc²), i fisici affermano di aver creato la materia dalla pura luce per la prima volta.

L’equazione di Einstein dice che se schiacci due fotoni sufficientemente energetici, o particelle di luce, l’uno nell’altro, dovresti essere in grado di creare materia sotto forma di un elettrone e il suo opposto di antimateria sotto forma di positrone.

Come spiega il comunicato stampa del laboratorio, il processo è stato descritto per la prima volta, dai fisici americani Gregory Breit e John Wheeler nel 1934, ma arrivare a questi risultati è stato un lavoro lungo e difficile, principalmente perché i fotoni in collisione dovrebbero essere raggi gamma altamente energetici e gli scienziati non sono ancora in grado di realizzare laser a raggi gamma.

Esperimenti alternativi hanno mostrato che la materia viene prodotta da più fotoni, ma mai nel modo uno a uno necessario per dimostrare in modo più definitivo l’effetto.

Ma i ricercatori del Brookhaven National Laboratory di New York ora credono di aver trovato una soluzione alternativa, pubblicata in uno studio su Physical Review Letters.

Utilizzando il Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) del laboratorio, sono stati in grado di produrre misurazioni che corrispondono strettamente alle previsioni per questo strano atto di trasformazione – insomma, hanno avuto la giusta strumentazione per seguire i dettami di Breit e Wheeler.

Tuttavia, anche se sembrano comportarsi come particelle reali, i fotoni virtuali utilizzati nell’esperimento sono ancora innegabilmente virtuali.

Ciò solleva la questione se l’esperimento sia stata una vera dimostrazione del processo Breit-Wheeler, ma è comunque un primo passo importante fino a quando i fisici non svilupperanno laser abbastanza potenti da mostrare il processo con fotoni reali.