Исследователи из лаборатории Extreme Light Laboratory университета Небраски-Линкольна провели ряд экспериментов, в ходе которых использовался импульс света, яркость которого в миллиард раз превышает яркость свечения Солнца, сфокусированный в крошечной точке пространства. Источником этого импульса была лазерная установка под названием Diocles, размером с комнату, пиковая выходная мощность которой превышает суммарную мощность всех электростанций на земном шаре и составляет 100 ТВт (тераватт) при частоте следования импульсов в 10 Гц.
“Лазер Diocles выдает пиковую мощность, эквивалентную мощности триллиона обычных электрических лампочек накаливания. Но эта вся мощность сконцентрирована в очень коротком промежутке времени, менее, чем в одну триллионную долю секунды” – рассказывает Дональд Амстэдтер (Donald Umstadter), руководитель лаборатории, – “Мы фокусируем всю эту энергию в точке пространства, размером одну миллионную долю метра, и это все вместе дает нам рекордный уровень яркости света”.
В данном эксперименте вся энергия света лазерных импульсов была нацелена на поток электронов, а ученые наблюдали за тем, как фотоны света ведут себя, ударяясь об отдельные электроны.
Оказалось, что при таком высоком уровне яркости фотоны и электроны ведут себя весьма своеобразно. Высокоэнергетическое освещение выбивает электроны из общего потока, заставляет их колебаться, и это определяет особые формы рассеивания света такими электронами.
В некоторых случаях, когда количество фотонов, ударяющих в один электрон одновременно, превышает тысячу, отраженный свет приобретает форму восьмерки, а фотоны отраженного света имеют различные длины волн, фазы и другие параметры. Данное явление уже не раз фигурирует в различных теориях, но до последнего времени его никогда не удавалось воспроизвести даже в лабораторных условиях.При освещении объектов сверхярким светом лазера Diocles ученые могут видеть те вещи, которые в ином случае невидимы для человеческого глаза.
“Свет, отражающийся под различными углами, имеющий различные цвета, зависящие от интенсивности исходного освещения, представляет собой удивительное явление” – рассказывает Дональд Амстэдтер.
“Это все впервые служит доказательством тому, что в условиях сверхяркого освещения электроны колеблются почти со скоростью света. При этом, природа этих колебаний кардинально отличается от их колебаний под воздействием света нормального уровня освещенности”
“Подобное рассеивание сверхяркого света происходит и естественным образом в космосе, к примеру, во время взрывов сверхновых” – рассказывает Дональд Амстэдтер, – “И теперь у астрономов имеется возможность изучения такого явления в нашей лаборатории”.