لأول مرة، يرصد العلماء خلق المادة من الضوء.

بعبارة أخرى، يمكن خلق المادة من الطاقة النقية، مثل الضوء. وقد اقترح الفيزيائيون غريغوري بريت وجون ويلر لأول مرة في عام 1934 عملية تحويل الطاقة إلى مادة، المعروفة باسم إنتاج الأزواج أو خلق المادة. ومع ذلك، فإن هذه العملية ظلت غير مكتشفة لعقود، حيث تتطلب تصادم الفوتونات ذات الطاقة العالية مع بعضها البعض لإنتاج زوج من الإلكترونات والإيجابيات.

والآن، أفاد فريق من العلماء في مختبر بروكهافن الوطني في نيويورك بأنهم قد سجلوا أول مراقبة مباشرة لخلق المادة من الضوء في خطوة واحدة. حيث استخدموا مسرع جسيمات قوي يسمى مفاعل الأيونات الثقيلة النسبوي (RHIC)، والذي يمكنه تحطيم الأيونات الثقيلة بسرعة تقترب من سرعة الضوء. وبالقيام بذلك، تم إنشاء حقول كهرومغناطيسية شديدة تحتوي على فوتونات افتراضية، والتي هي اضطرابات قصيرة الأمد في الحقول يتصرفون مثل الفوتونات الحقيقية.

وعندما مرّ اثنتان من الأيونات بجوار بعضهما البعض دون التصادم، تفاعلت بعض فوتوناتهما الافتراضية وتحولت إلى فوتونات حقيقية ذات طاقة عالية جدًا. ثم تصادمت هذه الفوتونات مع بعضها البعض وأنتجت أزواجًا من الإلكترونات والبوزيترونات، والتي تم اكتشافها بواسطة جهاز استشعار النجوم (STAR) في RHIC. وقام العلماء بتحليل أكثر من 6000 من هذه الأزواج ووجدوا أن توزيعها الزاوي يتطابق مع التنبؤ النظري لخلق المادة من الضوء.

تؤكد هذه التجربة ليس فقط تنبؤًا قديمًا في الديناميكا الكمومية للكهروضوئية، ولكنها توضح أيضًا طريقة جديدة لدراسة خصائص المادة والمادة المضادة في ظروف غير أعتيادية. ويأمل العلماء في استكشاف هذه الظاهرة ومدى تأثيرها على الفيزياء الأساسية والكونية.