Fyysikot keksivät: Valon voi todella muuttaa aineeksi

Vuosikymmenten takaista ideaa on luultu mahdottomaksi toteuttaa.

fysiikka
Teksti
Marko Hamilo

Lontoon Imperial Collegen fyysikot ovat keksineet keinon muuttaa valo aineeksi. Nature Photonics -lehdessä julkaistu tutkimus osoitti, että 80 vuotta sitten esitetty teoreettinen idea ei olekaan käytännöllinen mahdottomuus.

Fyysikot Gregory Breit ja John Wheeler esittivät vuonna 1934, että olisi mahdollista muuttaa valoa aineeksi törmäyttämällä kaksi valohiukkasta eli fotonia toisiinsa elektronin ja sen antihiukkasen positronin synnyttämiseksi. Laskelma oli teoreettisesti järkevä, mutta Breit ja Wheeler sanoivat, etteivät he usko kenenkään todistavan sitä kokeellisesti.

Uudessa tutkimuksessa esitetty fotoni-fotoni-törmäytin synnyttäisi prosessin, joka oli merkittävässä roolissa maailmankaikkeuden ensimmäisten 100 sekunnin aikana. Samanlainen ilmiö nähdään myös gammapurkauksissa, jotka ovat maailmankaikkeuden suurimpia räjähdyksiä ja fysiikan suurimpia ratkaisemattomia arvoituksia.

Breitin ja Wheelerin teorian demonstroiminen kokeellisesti olisi viimeinen puuttuva pala valon ja aineen vuorovaikutuksen palapelissä.

Aiemmat kuusi löydöstä ovat kaikki johtaneet keksijänsä Nobel-palkintoon. Näihin kuuluvat muun muassa Heinrich Hertzin löytämä ja Albert Einsteinin selittämä valosähköinen ilmiö, jossa fotoni irrottaa elektronin metallista, sekä niin sanottu jarrutussäteily, jossa hidastuvan elektronin liike-energia muuttuu säteilyksi.