“第四空間”是否存在？
科學(xué)家認(rèn)為，這種極強(qiáng)的激光會將使他們通過分開真空中的虛粒子對，揭示這些粒子對的存在，甚至可以證明是否存在“額外維度”(四維空間是一個(gè)時(shí)空的概念，是指在空間架構(gòu)上比我們熟悉的普通三維空間的長、寬、高三個(gè)維度又多了一條時(shí)間軸)。
從目前的觀測看來，我們生活在一個(gè)均勻的，各向同性的三維空間加上一維時(shí)間，即四維時(shí)空中。尚沒有證據(jù)證明三維空間外的“額外維度”的存在。然而，自上個(gè)世紀(jì)初以來就有理論物理學(xué)家提出“額外維度”存在的可能性。這些額外維度不像我們周圍三維空間那樣延伸，而是緊縮到小得看不見。
超強(qiáng)激光構(gòu)造計(jì)劃(ELI)的項(xiàng)目科研領(lǐng)導(dǎo)，同時(shí)也是中心激光裝置在牛津郡迪德科特的拉瑟福德·阿普爾頓實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，約翰·柯黑爾說：“這種激光比目前世界上最強(qiáng)的激光還要強(qiáng)200倍。借助這種強(qiáng)度的激光，我們開始對之前從未涉及的物理學(xué)領(lǐng)域展開了探索。”
超強(qiáng)激光構(gòu)造計(jì)劃(ELI)超高場激光器預(yù)計(jì)在十年內(nèi)建成，耗資約10億英鎊(約和16億美元)。雖然該裝置安放的位置要到明年才能確定，但包括英國在內(nèi)的一些歐洲國家都在力爭做東道主。
歐盟委員會于今年早些時(shí)候已經(jīng)批準(zhǔn)了建造另外三個(gè)激光發(fā)射器的計(jì)劃。這將成為ELI計(jì)劃的一部分，也將成為超高場激光器的原型。建立在捷克、匈牙利和羅馬尼亞的激光發(fā)射器，每臺造價(jià)約2億英鎊，預(yù)計(jì)將在2015年正式啟用。超高場激光將由10束激光組成，每束的強(qiáng)度都是原型激光的兩倍。因此它能在不到百萬兆分之一秒內(nèi)，產(chǎn)生200拍瓦(1拍瓦#p#分頁標(biāo)題#e#=1千萬億瓦特)的能量，該能量比世界電力總和的10萬倍還多。
產(chǎn)生巨大能量的每條激光束被儲存在一起，便形成了幾英尺寬的大型激光束。然后再將大型激光束集中對準(zhǔn)一個(gè)小點(diǎn)，與陽光透過放大鏡的原理相似。該焦點(diǎn)上的極強(qiáng)激光，創(chuàng)造出了就連在太陽中心都不能達(dá)到的極端條件。能夠分開真空中神秘的物質(zhì)和反物質(zhì)粒子，從而使科學(xué)家能夠探測到這些粒子產(chǎn)生的微小電荷。這些“幽靈粒子對”，通常來講，在出現(xiàn)后相互抵消對方。但是科學(xué)家們認(rèn)為，通過激光將它們分開，便能夠探測到它們。
真空是否真的“空”？
通過發(fā)現(xiàn)所謂的暗物質(zhì)(黑體)，有助于解釋為什么宇宙中含有的物質(zhì)比我們探測到的物質(zhì)要多得多的這一神秘現(xiàn)象。在宇宙學(xué)中，暗物質(zhì)是指那些不發(fā)射任何光及電磁輻射的物質(zhì)。人們目前只能通過引力產(chǎn)生的效應(yīng)得知宇宙中有大量暗物質(zhì)的存在。暗物質(zhì)存在的最早證據(jù)來源于對球狀星系旋轉(zhuǎn)速度的觀測。現(xiàn)代天文學(xué)通過引力透鏡、宇宙中大尺度結(jié)構(gòu)形成、微波背景輻射等研究表明：我們目前所認(rèn)知的部分大概只占宇宙的4%，暗物質(zhì)占了宇宙的23%，還有73%是一種導(dǎo)致宇宙加速膨脹的暗能量。
德國物理學(xué)會會長，激光實(shí)驗(yàn)室歐洲網(wǎng)絡(luò)主席，沃爾夫?qū)?middot;山德納說，“我們都知道真空是一種不存在任何物質(zhì)的空間狀態(tài)，但似乎即使在絕對的真空中都充滿粒子，只不過這些粒子在我們的宇宙中存在的時(shí)間極其短暫。”“極強(qiáng)的激光能夠把這些粒子分離，延長它們的存在時(shí)間。我們還要克服許多挑戰(zhàn)才能達(dá)到這一目標(biāo)，但主要是通過增強(qiáng)我們現(xiàn)有的技術(shù)，獲得所需要的功率。”
科技設(shè)備委員會已經(jīng)將超強(qiáng)激光構(gòu)造計(jì)劃(ELI)列為關(guān)注重點(diǎn)。該委員會為英國參與的重要科學(xué)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)行投資，其中包括日內(nèi)瓦歐洲核子研究委員會的“大型強(qiáng)子對撞器”項(xiàng)目。
先進(jìn)激光技術(shù)中心和牛津郡迪德科特拉瑟福德·阿普爾頓實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)展了這項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)為強(qiáng)激光的產(chǎn)生提供了必要條件。英國是超高場激光器的所在地的競選國之一，但也面臨著來自俄羅斯，法國，匈牙利，羅馬尼亞和捷克共和國的競爭。
科學(xué)家們表示，除了為物理學(xué)領(lǐng)域提供了新的視角，超強(qiáng)激光構(gòu)造計(jì)劃(ELI)激光器還將應(yīng)用到醫(yī)學(xué)診斷和癌癥的治療方面。普利茅斯大學(xué)理論物理學(xué)副教授，托馬斯·海因茨博士說道：“超強(qiáng)激光構(gòu)造計(jì)劃(ELI)#p#分頁標(biāo)題#e#將把我們引向物理學(xué)的一個(gè)未知領(lǐng)域，沿途中我們可能會發(fā)現(xiàn)一些額外的驚喜。”
現(xiàn)有最強(qiáng)激光器在哪？
早在幾年前，美國便開始研發(fā)世界上最強(qiáng)激光器。據(jù)《每日郵報(bào)》2009年3月31日報(bào)道，美國科學(xué)家們當(dāng)天表示，世界上最強(qiáng)的激光器正秣馬厲兵嚴(yán)陣以待。它能模擬生產(chǎn)出太陽熾熱核心中的能量。位于加利福尼亞的“國家點(diǎn)火裝置”(NIF)有足球場般大小，造價(jià)24億。科學(xué)家們希望該激光器最終能夠模擬太陽中心的高溫和壓力。它由192束極強(qiáng)激光組成，所產(chǎn)生的能量超過位居第二的羅切斯特大學(xué)的極強(qiáng)激光器產(chǎn)生能量的60倍之多。
實(shí)驗(yàn)時(shí)，所有激光束都將聚焦在一個(gè)小氫球上，用以引發(fā)核聚變反應(yīng)。足夠的熱度和壓力能夠?qū)⑿A柱形“目標(biāo)”中的氫原子融合，這樣就能釋放出比激光束本身能產(chǎn)生的更多的能量。在氫彈爆炸或者是在太陽中心時(shí)，會出現(xiàn)這樣的反應(yīng)。科學(xué)家們認(rèn)為有朝一日，能夠通過融合原子，而不是分裂它們，得到一種安全、潔凈的能量。“國家點(diǎn)火裝置”項(xiàng)目總監(jiān)，愛德華·摩西對于該激光器的成功研制充滿信心。
“激光就在那里，目標(biāo)也在那里，我們已經(jīng)驗(yàn)證了光學(xué)原理。但現(xiàn)在要檢驗(yàn)發(fā)射過程。我們已經(jīng)將這些結(jié)合在一起，并用激光束射擊了目標(biāo)。如此大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)還前所未有。我們想展現(xiàn)融合能量原理的科學(xué)依據(jù)。”愛德華·摩西說，“國家點(diǎn)火裝置”激光器將被廣泛地用于天體物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，首要目的就是幫助政府的物理學(xué)家，確保美國的核武器的持續(xù)可靠。該強(qiáng)力激光器的計(jì)劃是在20世紀(jì)90年代首次初提出的，當(dāng)時(shí)計(jì)劃耗資4.8億英鎊(約合7.7億美元)。它于1997年正式開始建造。”
現(xiàn)在英國擬建造的最強(qiáng)激光器相比較之前美國的激光器，應(yīng)用將更為廣泛，研究領(lǐng)域也更為復(fù)雜。最終，這臺可以撕裂真空的激光器會“花落誰家”，還將拭目以待。#p#分頁標(biāo)題#e#
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
