Jak přeměnit světlo na hmotu?

vznik pozitronů při interakci silných laserových impulsů s elektrony

Jedním ze způsobů, jakým může být demonstrován známý Einsteinův vztah E=mc^2, je interakce, při které spojením dvou či více fotonů vzniká hmota – elektron a pozitron. S příchodem multi-petawattových laserů se pozornost upřela na možnost generovat pomocí intenzivních laserových impulsů elektron-pozitronové páry multifotonovým Breit-Wheelerovým procesem [1]. To by umožnilo laboratorně studovat jevy kvantové elektrodynamiky, které jsou jinak přítomné pouze v extrémních astrofyzikálních prostředích [2].

Pomocí superpočítačů a s využitím particle-in-cell kodů budeme navrhovat optický systém tvořený vhodně tvarovanými laserovými impulsy pro efektivní přeměnu světla (fotonů) na hmotu a antihmotu (elektron a pozitron).

Vznik pozitronů při interakci dvou protichůdných laserových impulsů s elektrony.
Vznik pozitronů při interakci laserového impulsu se svazkem urychlených elektronů.

Literatura

[1] A. Gonoskov, T. G. Blackburn, M. Marklund, and S. S. Bulanov, Rev. Mod. Phys. 94, 045001 (2022)
[2] H. Chen, F. Fiuza, Phys. Plasmas 30, 020601 (2023)