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中國引領真空研究,強大雷射器有望撕裂真空

真空是物理學裡面的一個概念, 最開始反映的是空無一物的狀態, 類似“無”。 而空間只是數學上的一個概念, 是反映的是運動的屬性和幾何大小的概念。

也就是說, 空間和真空一個是數學概念一個是物理概念, 二者沒有絲毫的包含關係。

人類關於真空的認識經歷了幾次根本的變革和反復。 古希臘德謨克利特的原子論認為所有的物質都是由原子組成, 原子之外就是虛空。 17世紀笛卡兒提出乙太漩渦說, 認為空間充滿了乙太, 並用以說明行星的運動。 不久, 牛頓建立以運動三定律和萬有引力定律為基石的牛頓力學, 引力被認為是超距作用的, 從而否定了乙太論。 19世紀發現光的波動性, 乙太論再度興起。 19世紀末20世紀初, 各種試圖探測地球相對於乙太運動速度的實驗均告失敗, 愛因斯坦建立狹義相對論, 再次否定了乙太的存在。 愛因斯坦在用場論觀點研究引力現象時,

已經認識到空無一物的真空觀念是有問題的, 他提出真空是引力場的某種特殊狀態。

近代關於真空的認識不再是哲學上的思辨, 而是可通過實驗來檢驗的。 例如氫原子能級的蘭姆移位元和電子的反常磁矩;高能正負電子對撞湮沒為高能光子, 反之高能光子可使真空激發出大量的粒子。

目前對於真空的認識尚屬初級探索階段, 物理學家還在探索真空自發破缺和真空相變等問題。 而如今, 中國科學家在這一領域又有重大舉措, 相信將引領科學界對真空的探索。

近期, 境外報導中國科學家今年準備在上海建造一座100拍瓦的雷射器超強鐳射站。 他們的目標是使用功率足夠大的雷射器, 並在真空中激發出電子。 《科學》週刊報導說, 在100萬分之一秒內發射1焦, 那就是100萬瓦, 即1兆瓦。 所有超級雷射器都以一種或另一種方式在短時間內發射大量能量, 放大它, 並使能量束彎曲, 這樣所有能量都在甚至更短的時間內到達目標。 到2023年, 雷射器超強鐳射站可以用100拍瓦的能量擊中僅3微米開外的目標,

並激發大量粒子。 換句話說, 這樣的能量足夠撕裂真空。

文章認為中國雷射器強大的能量束將把成對的粒子拉開, 即電子和正電子。 但是建造功率強大的雷射器在技術上很難, 造價也很昂貴, 是個挑戰。 但是中國國力正在增強, 相信有人力物力做到這一點。 據報導, 中國正採用分步走的策略, 上海超強超短鐳射實驗裝置是初級階段功率還較小的雷射器, 一旦實現突破, 未來功率的大幅提高將不是什麼困難的事。

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