Mar sin scoirfidh an fholamh sin de bheith ina fholmhú
Is áit é folús ina dtarlaíonn go leor, fiú mura bhfeiceann tú é. Mar sin féin, chun a fháil amach cad é go díreach a éilíonn an oiread sin fuinnimh go raibh an chuma air go dtí le déanaí go raibh sé dodhéanta d'eolaithe breathnú ar shaol na gcáithníní fíorúla. Nuair a stopann daoine áirithe ina leithéid de chás, ní féidir le daoine eile iad a spreagadh chun iarracht a dhéanamh.
De réir teoiric chandamach, líontar spás folamh le cáithníní fíorúla a pulsate idir a bheith agus neamh-bheith. Tá siad go hiomlán undetectable freisin - mura rud é go raibh muid rud éigin cumhachtach chun iad a fháil.
"De ghnáth, nuair a labhraíonn daoine faoi fholús, ciallaíonn siad rud atá go hiomlán folamh," a dúirt an fisiceoir teoiriciúil Mattias Marklund ó Ollscoil Teicneolaíochta Chalmers i Gothenburg, an tSualainn, in eagrán Eanáir de NewScientist.
Tharlaíonn sé go raibh an léasair in ann a thaispeáint nach bhfuil sé chomh folamh sin ar chor ar bith.
Leictreon sa chiall staitistiúil
Is coincheap matamaiticiúil i dteoiricí réimse chandamach iad cáithníní fíorúla. Is cáithníní fisiceacha iad a léiríonn a láithreacht trí idirghníomhaíochtaí, ach a sháraíonn prionsabal bhlaosc na maise.
Tá cáithníní fíorúla le feiceáil i saothair Richard Feynman. De réir a theoiric, is ilchuideachta de cháithníní fíorúla gach cáithnín fisiceach. Is éard atá i leictreon fisiceach ná leictreon fíorúla a astaíonn fótóin fhíorúla, a mheath ina mbeirteanna leictreon-posatrón fíorúla, a idirghníomhaíonn ar a seal le fótóin fhíorúla - agus mar sin de gan deireadh. Is próiseas leanúnach idirghníomhaíochta é an leictreon "fisiciúil" idir leictreoin fhíorúla, posatrón, fótóin, agus b'fhéidir cáithníní eile. Is coincheap staitistiúil é "réaltacht" leictreoin. Ní féidir a rá cén chuid den tacar seo atá fíor i ndáiríre. Ní fios ach go mbíonn lucht na leictreoin mar thoradh ar shuim luchtanna na gcáithníní seo go léir (i.e. chun é a chur go simplí, caithfidh go bhfuil leictreon fíorúil amháin níos mó ann ná mar atá posatrón fíorúil) agus go bhfuil suim na maiseanna de cruthaíonn na cáithníní go léir mais an leictreoin.
Cruthaítear péirí leictreon-positron san fholús. Meallfaidh aon cháithnín atá luchtaithe go deimhneach, m.sh. prótón, na leictreoin fhíorúla seo agus déanfaidh sé posatrón a aistarraingt (le cabhair ó fhótóin fhíorúla). Tugtar polarú bhfolús ar an bhfeiniméan seo. Péirí leictreon-positron rothlaithe ag prótón
cruthaíonn siad dépholacha beaga a athraíonn réimse an phrótóin lena réimse leictreach. Mar sin ní hé lucht leictreach an phrótóin a thomhaisimid muirear leictreach an phrótóin féin, ach lucht an chórais iomláin, lena n-áirítear na péirí fíorúla.
Léasair isteach i bhfolús
Is é an fáth a gcreidimid go bhfuil cáithníní fíorúla ann ná téann sé siar go dtí bunsraitheanna na leictreadinimic chandamach (QED), brainse den fhisic a dhéanann iarracht idirghníomhú na bhfótón le leictreoin a mhíniú. Ó forbraíodh an teoiric seo sna 30í, tá fisiceoirí ag smaoineamh ar conas déileáil le fadhb na gcáithníní atá riachtanach go matamaiticiúil ach nach féidir a fheiceáil, a chloisteáil nó a mhothú.
Léiríonn an QED go teoiriciúil, má chruthaímid réimse leictreach sách láidir, go nochtfaidh na leictreoin tionlacain fhíorúla (nó ilchuideachta staitistiúil ar a dtugtar leictreon) a láithreacht agus beifear in ann iad a bhrath. Caithfidh an fuinneamh a theastaíonn le haghaidh seo an teorainn ar a dtugtar teorainn Schwinger a shroicheadh agus a shárú, agus thar a bhfuil, mar a chuirtear in iúl go figiúrach é, cailleann an bhfolús a chuid airíonna clasaiceacha agus scoirfidh sé de bheith "folamh". Cén fáth nach bhfuil sé chomh simplí sin? De réir na mbonn tuisceana, ní mór an méid fuinnimh riachtanach a bheith chomh mór leis an bhfuinneamh iomlán a tháirgeann gach gléasra cumhachta ar domhan - billiún uair eile.
Is cosúil go bhfuil an rud níos faide ná ár rochtain. Mar a tharla sé, áfach, ní gá má úsáideann duine an teicníc léasair de ultra-ghearr, ard-déine bíoga optúla, a forbraíodh sna 80í ag buaiteoirí Duais Nobel na bliana seo caite, Gérard Mourou agus Donna Strickland. Dúirt Mourou féin go hoscailte go gcruthaíonn na cumhachtaí giga-, tera-, agus fiú petawatt a baineadh amach sna sárshots léasair seo deis an folús a bhriseadh. Corpraíodh a chuid coincheapa sa tionscadal um Bonneagar Solais Foircní (ELI), a fhaigheann tacaíocht ó chistí Eorpacha agus a forbraíodh sa Rómáin. Tá dhá léasair 10-petawatt in aice le Búcairist gur mian le heolaithe a úsáid chun teorainn Schwinger a shárú.
Mar sin féin, fiú má éiríonn linn na teorainneacha fuinnimh a bhriseadh, tá an toradh - agus cad a thaispeánfar do na fisiceoirí sa deireadh - an-éiginnte fós. I gcás cáithníní fíorúla, tosaíonn an mhodheolaíocht taighde ag teip, agus ní dhéanann na ríomhanna ciall a thuilleadh. Léiríonn ríomh simplí freisin go ngineann an dá léasair ELI ró-bheagán fuinnimh. Tá fiú ceithre bheart comhcheangailte fós 10 uair níos lú ná mar is gá. Mar sin féin, ní dhíspreagann eolaithe é seo, toisc go measann siad nach teorainn ghéar aonuaire é an teorainn draíochta seo, ach réimse athraithe de réir a chéile. Mar sin tá súil acu le roinnt éifeachtaí fíorúla fiú le dáileoga níos lú fuinnimh.
Tá smaointe éagsúla ag taighdeoirí maidir leis na bíomaí léasair a neartú. Ceann acu is ea an coincheap sách coimhthíocha maidir le scátháin a fhrithchaitheamh agus a aimpliú a thaistealaíonn ar luas an tsolais. Áirítear le smaointe eile na bíomaí a aimpliú trí bíomaí fótóin a imbhualadh le bíomaí leictreon, nó bíomaí léasair a imbhualadh, a deirtear go bhfuil eolaithe ag ionad taighde Stáisiún Solais Foircní na Síne i Shanghai ag iarraidh a dhéanamh. Is coincheap nua suimiúil é imbhuailteoir mór fótóin nó leictreoin ar fiú breathnú air.
