Extrémně výkonný laser by brzy mohl vyrvat elektrony z vakua

Čínský superlaser se tak má již brzy začít stavět v Šanghaji, kde bude znám jako SEL (Station of Extreme Light) a čínští vědci se tak postaví do čela těch, kteří si chtějí ověřit teorii zveřejněnou americkými a francouzskými vědci v Physical Review Letters už před osmi lety. Ta v kostce tvrdí, že dostatečně výkonný laser by měl být schopen vyrvat elektrony z prostoru vzduchoprázdna. 

 

 

Laser SEL bude mít výkon cca 100 petawattů, čili 10¹⁵ wattů a dle čínských vědců by to mělo stačit na ověření dané teorie. Ta je pro laika jen těžko představitelná, však jak bychom mohli získat elektrony z prostoru, kde z našeho pohledu vůbec žádná hmota není? Z pohledu kvantové elektrodynamiky to ale možné je. 

 

Prázdný prostor dle ní totiž není vůbec prázdný, ale namísto toho je tvořen nahuštěnými páry částic hmoty a antihmoty. Ty tak mají vyplňovat veškerý volný prostor, který jinak nezabírá jiná hmota. Dané částice také nemají žádným nám zjevným způsobem interagovat se zbytkem vesmíru, protože se jejich působení vzájemně vyrušuje.

 

Představit bychom si to snad mohli tak trochu jako technologii pro aktivní eliminaci hluku, která ruší zvukové vlny pomocí jejich přímého protějšku - invertovaných vln. Tyto vlny se tak vzájemně vyruší, že my jako posluchači nemusíme slyšet vůbec nic, což ale neznamená, že neexistují. 

 

Laser tak nebude tvořit hmotu z ničeho, jen ji vytrhne z jejího kvantového stavu do našeho světa, kde ji už můžeme pomocí našich přístrojů vnímat. Půjde konkrétně o elektrony, které se oddělí od svých protějšků, čili pozitronů. Pozoruhodný úspěch ale bude už jen postavení stopetawattového laseru, však ten bude používat asi 10.000násobek energie, která proudí skrz všechny elektrické sítě světa. 

 

Ještě před ním by ale měl být na stejném místě spuštěn laser Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility, jehož výkon bude 10 petawattů a ten má vstoupit do provozu ještě letos. V obou případech bude tajemstvím vysokého výkonu velice krátký čas, v němž dokáže laser nahromaděnou energii využít. Však laser, který vypustí energii 1 joulu za 1 sekundu má výkon 1 W. Pokud ale svůj joul vypustí za pouhou miliontinu sekundy, už mluvíme o megawattovém laseru. 

 

 

SEL bude dle předpokladů do roku 2023 schopen zasáhnout cíl o velikosti jen 3 mikrometry svým plným výkonem 100 petawatt. EU také má či plánuje své superlasery, z nichž nejvýkonnější má dosáhnout rovnou 200 petawatt. Jde o součást projektu Extreme Light Infrastructure (ELI), který mimochodem zahrnuje podobné (slabší) zařízení i v České republice. Jde o ELI BEAMLINES, které už bylo postaveno v Dolních Břežanech a půjde až o 10 petawattové lasery.