有可能把光变成物质吗？

爱因斯坦著名的质能方程E=mc2表明了质量和能量的统一本质。我们常见的是把质量转化为能量，但一直很难看到纯粹把能量转化为质量的过程。1934物理学家乔治？格雷戈里·布雷特和约翰？约翰·a·惠勒(John A. Wheeler)预言了一对光子通过极化脉冲电磁场时可以产生一对正负电子的物理过程。这个过程被称为布雷特-惠勒过程。简单来说，这个过程可以将光以纯能量的形式转化为物质。

到目前为止，只有1997在斯坦福直线加速器(SLAC)上看到过涉及太多光子的Brett-Wheeler过程。19年5月，伦敦帝国理工学院的奥利弗·派克(Oliver Pike)和他的同事在《自然》杂志的“光子学”子刊上发表了一篇论文(doi:10.1038/nphoton . 2014.95)，提出了一种生成Brett-Wheeler过程的新方法。基于此，我们有望很快看到光可以直接转化为物质的新证据，从而为质能方程画上一个完美的句号。

目前理论预言的物理过程有七种，分别是光子、正负电子和原子核辅助(如下图费曼图所示)。除了Brett-Wheeler电子对的产生纯粹是一个将能量转化为粒子的过程之外，其他的都是在自然界和实验室中经常看到的。1997年在SLAC上首次观察到Brett-Wheeler电子对的产生，但这个过程涉及复杂粒子和光子的混合。

Oliver Pike在和他的同事喝咖啡时意识到，他们正在讨论的聚变方案可能用于产生Brett-Wheeler电子对，而且这个方案比最初的SLAC过程更直接。派克，他们设计的方案如下图所示。首先用高能电子轰击金盘，产生一束光强度是太阳十亿倍的光束，然后到达一个名为“黑腔”(hohlraum)的空心金环。这束光会在环的内表面产生热辐射场，产生类似超新星发出的光束，就像瓶中的超新星一样。然后，让两个光源发出的光子在环带中碰撞，产生布雷特-惠勒正负电子对。

派克和他的同事们正试图找到一种高能激光束来进行实验。目前似乎有两个实验室具备这种能力，一个在英国伯克郡奥尔德马斯顿，另一个在美国纽约罗切斯特。如果顺利的话，也许今年就能看到相应的实验结果了。(编译:心蜘蛛)

参考数据

1./science/2065 438+04/05/瓶中的超新星可能有助于从光中创造物质/

2.“瓶中的超新星”可能有助于从光产生物质

3.作者:AK shat Rathi-5月20日2014，2:10am +0800

4.arsTechnica