Créer de la matière avec de la lumière

Des scientifiques de l'Imperial College London ont découvert un moyen de mettre en œuvre la méthode la plus simple et directe pour créer de la matière à partir de la lumière.

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Créer de la matière avec de la lumière
Recréer les 100 premières secondes de l'Univers en laboratoire

En 1934, deux scientifiques nommés Breit et Wheeler ont théoriquement établi qu'il était possible de créer de la matière (un électron et un positron) par la collision de deux photons (les particules responsables de la lumière). Près de 80 ans plus tard, des chercheurs ont finalement trouvé un moyen pour mettre cette théorie en pratique.

Les recherches, publiées dans Nature Photonics, impliquent de recréer un procédé présent dans les sursauts de rayons gamma et qui aurait été capital lors des 100 premières secondes de l'Univers. Ce collisionneur photon-photon nécessite deux étapes. Tout d'abord, les scientifiques vont devoir utiliser un laser à haute intensité pour accélérer des électrons juste en dessous de la vitesse de la lumière, qu'ils enverront alors dans une petite plaque d'or pour créer un rayon de photons contenant un milliard de fois plus d'énergie que la lumière visible l'œil nu. Ensuite, les chercheurs dirigeront un laser à haute énergie dans un hohlraum (tube opaque ouvert d'un côté, utilisé en tant que corps noir) pour créer un champ de radiation thermique, générant une lumière équivalente à celle que produisent les étoiles.

Enfin, ils dirigeront le rayon photonique obtenu lors de la première étape vers le centre du hohlraum, résultant en une collision des photons des deux sources. La configuration du hohlraum permettra alors de détecter la formation d'électrons et de positrons à leur sortie du récipient.

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