科學家模擬實驗：將光轉為物質

物理學界最知名的公式E=MC²意味著光能轉換成物質，但是科學家至今才找到一種簡易方法，可望在一年內使這種轉換形式常規地在地球上出現。這個新概念是依據80年前的理論主張，運用一種新型光子對光子的對撞機，把光轉換成物質。

80年前的研究 有助現今實驗

據NBC新聞網報導，愛因斯坦這個質能轉換公式表明，少量物質可產生巨大能量，這由核武器和分裂反應爐（fission reactors）的科技發展獲得了證實。相反地，這也意味著要用龐大數量光子（光基本粒子）的能量，才能得到極少量的物質。

物理學家布萊特（Gregory Breit）和惠勒（John Wheeler）在1934年提出，理論上，光轉換成物質是可行的，但難以在實驗室裡證明這個理論。然而，英國倫敦帝國學院（Imperial College London）的科學家卻在將近80年後的今天，成功地想出在實驗室中將光轉換成物質的方法。

這個實驗設計的新概念是：利用高強度的雷射光，把電子加速至接近光的速度，然後撞擊一塊金板，激發出能量強過可見光十億倍的光束。同時，另一道雷射光束則被送入一個小而中空的黃金容器內部的淺薄表層上，這種容器被稱為空腔（hohlraum）。此容器內除了形成高能量熱輻射場外，內部也充斥著光子。

接著，再將光束導入容器中央，讓這兩種來源的光子相互碰撞，其中一部分會變成一雙雙的電子──正電子對（pairs of electrons and positrons）；物質探測器便可擷取朝容器外飛出的物質和反物質粒子訊號。

這個實驗的關鍵在於空腔，加州武器實驗室「國家點燃設施」（National Ignition Facility）的雷射光核聚變實驗（laser fusion experiments），就是使用這種容器。

倫敦帝國學院研究人員派克（Oliver Pike）說：「在尋找傳統核聚變能源研究以外的空腔應用方法時，我們驚奇地發現，這個空腔提供了成立完美光子對撞機的各種條件。」

重建宇宙誕生頭2分鐘情景

這個實驗的目的在於讓物理學家在光和物質相互轉換的過程之中，發現可能的基本方式。研究人員強調說，這可以重建宇宙誕生頭2分鐘之前已存在的各項條件，這些條件在能量超強的伽瑪射線爆發（gamma-ray bursts）期間出現。這也可以讓未經檢驗的E=MC²公式，得到更進一步確認。

此外，此實驗亦蘊含了另一項意義：如果科學家和工程師可以將物質轉換成光，並利用這個過程製造核能，那麼把光變成物質的話，又會得到什麼神奇的結果呢？科學家希望在一年內成功展示光變成物質的過程，這將是首次展示這個過程的實驗。◇