МИР
Физики создали "невозможную" линзу для гамма-лучей
Баку, 14 мая (АЗЕРТАДЖ). Долгое время физики полагали, что им не удастся осуществить преломление гамма-лучей. Франко-германская группа учёных сумела экспериментально доказать, что это возможно. Для этого они использовали особую кремниевую линзу.
Чтобы понять, в чём состоит "невозможность" преломления гамма-излучения, необходимо вспомнить школьные уроки физики. Так, известно, что, проходя через различные среды, волны электромагнитного излучения (к ним в частности относятся свет и гамма-лучи) способны изменять траекторию распространения. Степень такого отклонения измеряется коэффициентом преломления и определяется соотношением фазовых скоростей электромагнитных волн в вакууме и в среде. Если скорости равны, то коэффициент равен единице (то есть преломление отсутствует).
Гамма-излучение обладает ещё более высокой энергией, чем рентгеновское, и, проходя через вещество, не испытывает влияния встречных электронов, сохраняя заданную траекторию распространения. По этой причине отклонение гамма-лучей класическими способами до сих пор считалось маловероятным. Однако эксперимент, проведённый в институте Лауэ-Ланжевена (Institut Laue-Langevin) французскими и немецкими физиками, показал, что и гамма-лучи можно немного отклонить от первоначального пути.
Получив гамма-излучение путём бомбардировки нейтронами радиоактивных образцов хлора и гадолиния, учёные направили его в спектрометр, разделив на два потока. Один из потоков был пропущен через кремниевую призму, а второй оставался свободным. Отклонение лучей, прошедших через призму, составило миллионную долю градуса. Полученный коэффициент преломления равнялся 1,000000001 (то есть всё же не был равен единице).
Исследователи полагают, что наблюдаемый эффект был вызван электрон-позитронными парами, появляющимися в ядрах атомов кремния. В классическом представлении электроны не могут присутствовать в ядре из-за сильных полей. Однако квантовая физика "разрешает" появление в ядрах виртуальных пар электронов и их античастиц (позитронов). Они появляются на мгновение, рекомбинируют и снова исчезают. Хабс и его коллеги полагают, что именно они усиливают рассеивание гамма-лучей, которое обычно ничтожно мало, а потому уловить его крайне сложно.
Несмотря на то, что результаты пока более чем скромные (отклонение очень мало), сама возможность управления гамма-излучением открывает целое направление в оптике. Более того, открытие найдёт применение в самых разных областях науки: от медицины до утилизации ядерных отходов.