【www.shanpow.com--科学试题】
光变篇一:科学家找到“光变物质”的简单方法并模拟成功
从理论上讲，应该有可能把光变成物质。实际上，“说起来容易做起来难”是一种保守的说法。现在，在第一个理论被提出84年后，一些研究人员认为他们将能够做到这一点——他们即将开始这个实验。
它被称为布雷特-惠勒过程，这一切都与E=mc2有关。这一过程最早是在1934年，由两位物理学家格雷戈里·布雷特和约翰 A . 惠勒在《物理评论》杂志上描述的。
在他们的论文中，布雷特和惠勒提出，如果两个光子进行对撞，就会会产生一个正电子和一个电子。你会创造出光的物质。
这不是一件容易的事。事实上，布雷特和惠勒认为这是不可能的，并指出“试图在实验室实验中观察这对组合是没有希望的”。
最近的科学家们更加乐观一些，但是实验的设置需要增加大量的高能粒子，而且在实验室中也从未观测到过，也没有在实验室中观察到。
伦敦帝国理工学院的研究人员在2014年设计了他们的实验，消除了对高能粒子的需求。现在他们终于开始做实验了。
“这将是爱因斯坦著名的能量和质量方程的展示:E=mc2，它告诉我们物质转化为能量时产生了多少能量，”高级研究员兼物理学教授史蒂文·罗斯解释说。
实验装置是一种新型的物理实验，包括两束极高功率的激光束。一个是光子产生可见光能量的1000倍;另一个大约是可见光光子能量的1亿倍。这些激光将被用来制造光子，这些光子将会在一起对撞。在靶室里，电子被发射到一块黄金上，产生一束高能光子。
接下来，第二次高能激光被发射到一个叫做黑体辐射空腔的微型金管中，用来制造一个热辐射场。
然后，光子光束通过黑体辐射空腔，来自两个源的光子碰撞。如果它有效，团队将能够从这些碰撞中检测到带电的正电子。
但是他们必须非常彻底地检查数据以确保正电子不是来自其他背景过程。但是如果它能起作用，这个实验不仅仅是为了它自己的缘故——它也许能帮助我们更好地理解宇宙。
“当格雷戈里·布雷特(Gregory Breit)和约翰·惠勒(John Wheeler)在1934年首次提出这个机制时，他们使用了当时的新理论——光与物质之间的相互作用，即量子电动力学，”研究人员斯图亚特·曼格斯(Stuart Mangles)说。
然而，自那以后，量子电动力学的所有基本预测都被实验证明，“双光子布雷-惠勒过程”从未被发现过。
“如果我们现在能证明它，我们将重新创造一个在宇宙的前100秒中非常重要的过程，并且在伽马射线爆发中也能看到，这是宇宙中最大的爆炸，也是物理学中最大的未解之谜之一。”
它仍然可能不起作用——但这是科学的奇妙之处之一。有时候，它是关于把东西砸在一起，创造出一堆乱七八糟的东西，看看哪些没用，下次做得更好。
光变篇二:是外星人吗？1500光年外奇特恒星怪异光变|恒星|外星人|奇特
恒星KIC 8462852，距离地球约1480光年。科学家们目前还无法对其诡异的光变特征作出合理的解释
对于这一现象的一种解释是认为其周围可能存在一个被称作“戴森球”的巨型人工建筑结构。但也有科学家指出，假如如果真如此，那么那将在中红外波段释放强烈信号，但迄今尚未探测到这样的信号
口径达到100米的西弗吉尼亚州绿岸天线将帮助天文学家们进行最为详尽的宇宙星际信号搜寻。目前研究组正希望能够获得该天线的部分时间来开展后续观测
在开普勒望远镜观测期间，恒星KIC 8462852经历了一系列不规则，非周期性的光度降低，且光变幅度高达20%以上，令人困惑
新浪科技讯 北京时间10月19日消息，据英国《每日邮报》报道，近日研究人员们宣称发现了一个“奇特”的恒星，他们认为其周围可能被一个“戴森球”包围。所谓“戴森球”是科学家们此前设想的一种人工建造的超巨型结构。
这颗恒星编号KIC 8462852，距离地球约1480光年。从2009年开始，开普勒空间望远镜已经对其进行了持续超过4年的观测。现在，科学家们表示他们无法对这颗恒星显示出的怪异光变情况作出解释，有部分科学家开始猜想有可能在这颗恒星的前方存在着一个由外星智慧生物建造的超大型结构体。
美国耶鲁大学博士后塔贝萨·博雅吉安（Tabetha Boyajian）对媒体表示：“我们此前从未见过这样的恒星，它真的非常怪异。我们起先认为这可能是数据误差问题或是开普勒望远镜工作期间的运动造成的影响，但经过检查，这些情况都被排除了。”塔贝萨近日在科研论文预印网站arxiv上发表了一篇论文，在其中罗列了多种可能的情况，并在经过讨论后排除了其中的许多种可能性。
通过对开普勒望远镜获取的这一恒星的数据，塔贝萨和她的合作团队注意到，在开普勒望远镜观测期间，恒星KIC 8462852经历了一系列不规则，非周期性的光度降低，且光变幅度高达20%以上。于是，早在2011年，科学家们便在这颗行为诡异的恒星的数据旁进行了标注。塔贝萨的研究组指出：“这样的光变现象持续时间可以长达5天到80天。” 他们还对各种可能的解释进行了研究，包括数据误差或是近期发生的撞击事件等等，他们写道：“在论文中，我们对这一开普勒望远镜观测数据中表现出的奇特情况 的各种可能性进行探讨，其中的大多数理论都难以解释当前的数据所呈现的情况。将围绕主序星周围的尘埃效应考虑在内，我们认为与目前所获观测资料吻合度最好 的解释或许是大量围绕这颗恒星运行的彗星碎片，并且所有这些碎片都源于此前的一次分裂事件。”
然而，也有专家认为这一信号的背后可能还有其他更加令人兴奋的解释。美国宾夕法尼亚州立大学的天文学家杰森·怀特（Jason Wright）对《大西洋周刊》表示：“你永远都是最后才会考虑外星人的可能性。但这次的情况会让你感觉似乎是某个外星文明建造的产物。”
怀特与合作者表示，这颗恒星不同寻常光变特征与其视线前方存在大量“超级建筑结构”相吻合——或许那是一大片的恒星光能采集器，这是物理学家弗里曼·戴森在上世纪60年代最先提出来的。其具体设想是发射大批卫星包围整个恒星，从而能够最大程度地采集恒星光能。
目前怀特正在与“搜寻地外智慧文明”（SETI） 项目开展合作，申请调用一台大型射电望远镜，如美国国家射电天文台所属，位于西弗吉尼亚州的“绿岸望远镜”或是位于澳大利亚境内的帕克斯天文台大型射电望 远镜。他们计划用这样一台大型天线对准这颗恒星，仔细倾听它所发出的信号，或许我们将能够捕捉到那里存在技术文明的蛛丝马迹。
在此之前，SETI的科学家们长期以来一直认为我们可以通过观测恒星周围的超级建筑结构来探测外星智慧文明的存在。
怀特表示：“我们的研究背后的观点是，如果有一整个星系都已经被一个先进的星际文明所殖民，那么这个技术文明所产生的能量将能够在很远处通过中红外波段探测到。”他说：“不管这种先进的星际文明将采集来的星系能量用于驱动计算机，星际飞船，通讯技术或是其他我们目前还无法想象到的目的，但基本热力学定律告诉我们，这些能量必定会以中红外波段辐射的形式对外发射出去。这也是你家里的电脑开机时会发热的原因。”（晨风）
光变篇三:科学家找到“光变物质”的简单方法
科学家找到“光变物质”的简单方法
科技日报讯 （记者常丽君）科学家布雷特和惠勒1934年提出，如果让两个光子通过撞击结合在一起，有可能变成物质，形成电子和正电子——这是最简单的“光变物质”方法。但他们也认为这只是理论，从未想过有人能实际证明这一预测。目前能把光变成物质的实验都伴有大量高能粒子，纯光变物质的布雷特-惠勒正负电子对从未在实验室里被观察到过。
最近，英国伦敦帝国学院与德国马克思·普朗克研究所物理学家合作提出了证实这一理论的一个非常简单方法，并模拟成功。相关论文发表在最近出版的《自然·光子学》上。
伦敦帝国学院物理系教授史蒂夫·罗斯说：“布雷特和惠勒首次提出这一理论时，虽然所有物理学家都相信它是真的，但从未在实验室里被证明。在80年后的今天，我们确实找到了利用现有技术即可验证这一理论的简单方法。现在我们把这个方法公布出来，大家就能用我们的方法去实践这一里程碑式的实验。”
物理学家组织网5月19日（北京时间）的报道称，研究小组提出对撞实验涉及两个关键步骤：第一步，先用极强激光把电子加速到接近光速，然后把这些电子发射到一块金板上，生成一束高能光子，这些光子的能量是可见光的10亿倍；下一步，用一个很小的金空腔作黑体辐射，他们向金空腔内表面发射高能激光，产生热辐射场，从而产生类似于恒星发出的光。然后，他们让第一步实验产生的高能光子直接进入空腔中心，让这不同来源的两束光子撞在一起，形成电子和正电子。在电子和正电子离开空腔时，就可能检测到它们。根据蒙特卡洛模拟显示，该系统一次发射能产生大约10万个布雷特-惠勒对。
首席研究员、等离子物理学在读博士奥利弗·派克说：“虽然这一理论听起来简单，要想实验证明却非常困难。我们能很快想出对撞的方法，但还要提出能用现有技术来实现的实验设计。我们发现黑体辐射空腔不仅能研究聚变能量，还为创造光子对撞机提供了完美条件。”
研究人员还指出，这一成果不仅第一次实验证明了布雷特和惠勒的理论，而且这种“光子—光子对撞机”能利用现有技术把光直接变成物质，代表了新型高能物理实验的进步，这种实验能再现宇宙形成的最初100秒内的重要过程，表现伽马射线爆发，这也是宇宙中最大的爆发和物理学中最大的未解之谜。
总编辑圈点
一个电子凑近一个正电子，它俩会同归于尽，一瞬间放出强光。能不能反其道而行之，让强能量的光聚拢到一点，凭空制造出一正一反两个电子呢？道理上说得通，实现起来可太难了。炸药变成热气和烟尘是很自然的，但挤压热气和烟尘去制造炸药……简直无法想象。欧洲科学家此次的贡献，是设计了一种集中光子能量的器皿方案。这种新器皿，与一圈圈加速粒子的对撞机不是一回事。它更像是蛐蛐罐，或者斗牛场，让铆足了劲的一束光子冲进去挑战地头蛇，并且撞出火花。如果哪个实验室实现了这个方案，一定能开辟高能物理的新天地——它至少比对撞机省电多了。
