Met bestaande technologie moet je een ‘foton-fotoncollider’ kunnen bouwen die licht omzet in materie. Onderzoekers van Imperial College in Londen hebben dat uitgerekend, schrijven ze in Nature Photonics.

Dat zoiets theoretisch kan is in 1934 al aangetoond door de Amerikaanse fysici Gregory Breit en John Wheeler. Zij rekenden voor dat je een elektron en een positron (het positief geladen equivalent van dat elektron) moet kunnen maken door simpelweg twee fotonen op elkaar te laten botsen. Theoretisch is er geen speld tussen de berekening te krijgen maar niemand wist te verzinnen hoe je botsende fotonen voldoende energie kunt meegeven, en dus is er tot nu toe alleen indirect bewijs.

Maar inmiddels ligt de benodigde apparatuur onder onze neus, claimen Steve Rose en collega’s na een dagje brainstormen.

Hun plan draait om een zogeheten ‘Hohlraum’, een uit goud vervaardigd cilindertje dat ze gebruiken voor kernfusie-experimenten. Door het inwendige van zo’n buisje te bestoken met energierijke laserpulsen kun je er een thermisch stralingsveld in opbouwen dat fotonen genereert, ongeveer net zoals de kernfusieprocessen in sterren dat doen.

De tweede fotonenbron is een intense laser die een elektronenbundel genereert die tegen de lichtsnelheid aan zit. Daarmee bestook je een gouden plaatje. Aan de achterkant daarvan komt dan een bundel vrij die uit elektronen, positronen én fotonen bestaat. Met een magnetisch veld buig je de elektronen en positronen af; de fotonen (eigenlijk gammastraling) hebben er geen last van en gaan rechtdoor de hohlraum in. Achter die hohlraum zet je een detector naar keuze die de gevormde elektronen en/of positronen telt.

Computersimulaties geven aan dat je in dit systeem inderdaad voldoende energie moet kunnen pompen om een meetbaar Breit-Wheelereffect te krijgen. Nu nog iemand vinden die daadwerkelijk de proefopstelling in elkaar zet.

bron: Imperial College, Nature Photonics