Bir lazer ışını boş uzayla etkileşime girebilir mi? Işık kendi kendini saptırabilir mi? Bunlar bilim kurgu konseptleri değil, bilim insanlarının artık inanılmaz bir hassasiyetle modellediği gerçek kuantum etkileri.
İngiliz fizikçiler, yüksek enerjili fotonların vakumdaki sanal parçacıklarla nasıl etkileşime girdiğini hesaplayabilen bir algoritma geliştirdiler. Kuantum mekaniği yasalarına tabi olan bu parçacıklar sürekli olarak ortaya çıkıp kaybolarak etkili bir aktivite denizi yaratır.
Oluşturulan simülatör, ışığın kristallerden ve güçlü manyetik alanlara sahip bölgelerden geçerken ortaya çıkan karmaşık etkileri tahmin edebilir. Algoritma, yüksek güçlü lazerlerin modellenmesinde yaygın olarak kullanılan OSIRIS yazılım paketine entegre edilmiştir.
Bu araştırma sadece teorik değil. Bu hesaplamalar, önümüzdeki on yılda yüksek güçlü lazerlerin geliştirilmesinin temelini oluşturuyor ve daha önce sadece tahmin edilen kuantum etkilerini incelemeye yardımcı olacak.
Oxford Üniversitesi'nden Profesör Peter Norreys, "Bu hesaplamalar sadece akademik açıdan değil, aynı zamanda şimdiye kadar sadece tahmin edebildiğimiz kuantum etkilerini deneysel olarak doğrulamaya yardımcı olabilecekleri için de önemlidir" diyor.
Vakumdaki ışığın davranışının hiç de basit olmadığı ortaya çıkıyor. Yüksek enerjilerde egzotik etkiler ortaya çıkmaya başlar: fotonlar "görünmez" nesnelerden saçılabilir, rotalarından sapabilir ve hatta birbirleriyle etkileşime girebilir. Bu sorunlar yaratır, ancak aynı zamanda bilim insanlarına pozitronların ve diğer antimadde parçacıklarının yaratılması gibi yeni keşifler yapma şansı verir.
Oxford'lu bilim insanı John Zyskin, "Algoritmamız, vakumun kuantum dünyasına bir pencere açtı. Lazer ışınları bir kristalde çarpıştığında meydana gelen tüm temel olayları modelleyebildik. Bu, ışığın içindeki daha da karmaşık yapıları anlama yolunun başlangıcı" diye belirtiyor.
Vakum (Latince vacuum - boş), maddeden arındırılmış bir uzaydır. Teknolojide ve uygulamalı fizikte, bir ortamın atmosfer basıncından önemli ölçüde daha düşük bir basınca sahip olması amaçlanır.