Hesaplanmış şekilde bir araya getirilen 3 güçlü lazer, dördüncü bir ışık hüzmesi üretebiliyor.
İngiltere’deki Oxford Üniversitesi ve Portekiz’deki Lizbon Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, kuantum fenomenlerini gerçek zamanlı ve üç boyutlu olarak simüle etmek için yarı klasik bir denklem çözücü kullandı. Oluşturulan simülasyonda araştırmacılar, ultra yüksek elektromanyetik alanların bir araya geldiği vakumda kuantum etkileri gördü.
Yeni nesil petawatt gücündeki lazer sistemleri devreye alınmaya başlandıkça, fizikçiler kuantum vakumunun doğrudan test edebileceği elektromanyetik alanlara erişebiliyor. Petawatt, wattın 1015 katına deniyor ve bu ultra-yüksek güçlü alanlar, boş uzayda parçacıkların anlık doğuşunu ve etkileşimlerini gözlemleme fırsatı sunuyor.
Kuantum seviyesindeki boş uzay birçok olasılığı beraberinde getiriyor. Evrenin temel kuvvetlerini temsil eden alanlar ışığın kaynağı ve maddenin yapı taşları olan parçacıkların oluşuma zemin hazırlayabiliyor. Fakat bu parçacıklar milyarda bir saniyeden bile kısa sürede ortaya çıkıp sonra kayboluyorlar.
Bu parçacıkların kalıcı hale gelmesi ve görünür olabilmesi için doğru fiziksel koşulların oluşması gerekiyor. Örneğin, güçlü elektromanyetik alanların belirli bir düzende bir araya getirilmesi, bu parçacıkların birbirlerini yok etmesini engelleyebiliyor ve varlıklarını sürdürmelerini sağlayabiliyor.
Ancak bu deneylerin teorik altyapısı, mevcut analitik modellerin sınırlamaları nedeniyle yetersiz kalıyor. Bu nedenle araştırmacılar, kuantum vakum etkilerini test edebilmek için yüksek boyutlu, gerçek zamanlı sayısal simülasyonlara yöneliyor.
Bu amaç için yola çıkan araştırma ekibi, vakumda elektromanyetik alanların altında yatan matematiksel hesaplamalı modelleri çalıştırdı. 3 güçlü lazer ışını ve onların elektromanyetik alanları bir araya getirildiğinde fotonların yok olmadan önce birbirinden ayrılmasını sağlayacak düzeyde bir kutuplaşma yaratabildiği ortaya çıktı. Dört dalga karışımı olarak bilinen bu olgu sayesinde dördüncü ışık hüzmesi görülebiliyor. Bu tür foton saçılmasının olabileceği tahmin ediliyordu fakat bu ilk defa kanıtlandı.
Araştırmanın başyazarı Zizin Zhang “oluşturduğumuz modeli üç ışınlı saçılma deneyine uygulayarak etkileşim bölgesi ve kritik zaman ölçeklerine dair detaylı içgörülerle birlikte kuantuma ait tüm imzaları yakalayabildik” dedi.
Bulgular henüz tamamen sayısal boyutta fakat ekip yeni modelin eskilere göre daha gerçekçi fiziksel tanımlamalar sunabileceğini düşünüyor.
Kaynak: ScienceAlert
