“第四空間”是否存在？

科學家認為(wei) ，這種極強的激光會(hui) 將使他們(men) 通過分開真空中的虛粒子對，揭示這些粒子對的存在，甚至可以證明是否存在“額外維度”(四維空間是一個(ge) 時空的概念，是指在空間架構上比我們(men) 熟悉的普通三維空間的長、寬、高三個(ge) 維度又多了一條時間軸)。

從(cong) 目前的觀測看來，我們(men) 生活在一個(ge) 均勻的，各向同性的三維空間加上一維時間，即四維時空中。尚沒有證據證明三維空間外的“額外維度”的存在。然而，自上個(ge) 世紀初以來就有理論物理學家提出“額外維度”存在的可能性。這些額外維度不像我們(men) 周圍三維空間那樣延伸，而是緊縮到小得看不見。

超強激光構造計劃(ELI)的項目科研領導，同時也是中心激光裝置在牛津郡迪德科特的拉瑟福德·阿普爾頓實驗室的負責人，約翰·柯黑爾說：“這種激光比目前世界上最強的激光還要強200倍。借助這種強度的激光，我們(men) 開始對之前從(cong) 未涉及的物理學領域展開了探索。”

超強激光構造計劃(ELI)超高場激光器預計在十年內(nei) 建成，耗資約10億(yi) 英鎊(約和16億(yi) 美元)。雖然該裝置安放的位置要到明年才能確定，但包括英國在內(nei) 的一些歐洲國家都在力爭(zheng) 做東(dong) 道主。

歐盟委員會(hui) 於(yu) 今年早些時候已經批準了建造另外三個(ge) 激光發射器的計劃。這將成為(wei) ELI計劃的一部分，也將成為(wei) 超高場激光器的原型。建立在捷克、匈牙利和羅馬尼亞(ya) 的激光發射器，每台造價(jia) 約2億(yi) 英鎊，預計將在2015年正式啟用。超高場激光將由10束激光組成，每束的強度都是原型激光的兩(liang) 倍。因此它能在不到百萬(wan) 兆分之一秒內(nei) ，產(chan) 生200拍瓦(1拍瓦#p#分頁標題#e#=1千萬(wan) 億(yi) 瓦特)的能量，該能量比世界電力總和的10萬(wan) 倍還多。

產(chan) 生巨大能量的每條激光束被儲(chu) 存在一起，便形成了幾英尺寬的大型激光束。然後再將大型激光束集中對準一個(ge) 小點，與(yu) 陽光透過放大鏡的原理相似。該焦點上的極強激光，創造出了就連在太陽中心都不能達到的極端條件。能夠分開真空中神秘的物質和反物質粒子，從(cong) 而使科學家能夠探測到這些粒子產(chan) 生的微小電荷。這些“幽靈粒子對”，通常來講，在出現後相互抵消對方。但是科學家們(men) 認為(wei) ，通過激光將它們(men) 分開，便能夠探測到它們(men) 。

真空是否真的“空”？

通過發現所謂的暗物質(黑體(ti) )，有助於(yu) 解釋為(wei) 什麽(me) 宇宙中含有的物質比我們(men) 探測到的物質要多得多的這一神秘現象。在宇宙學中，暗物質是指那些不發射任何光及電磁輻射的物質。人們(men) 目前隻能通過引力產(chan) 生的效應得知宇宙中有大量暗物質的存在。暗物質存在的最早證據來源於(yu) 對球狀星係旋轉速度的觀測。現代天文學通過引力透鏡、宇宙中大尺度結構形成、微波背景輻射等研究表明：我們(men) 目前所認知的部分大概隻占宇宙的4%，暗物質占了宇宙的23%，還有73%是一種導致宇宙加速膨脹的暗能量。

德國物理學會(hui) 會(hui) 長，激光實驗室歐洲網絡主席，沃爾夫岡(gang) ·山德納說，“我們(men) 都知道真空是一種不存在任何物質的空間狀態，但似乎即使在絕對的真空中都充滿粒子，隻不過這些粒子在我們(men) 的宇宙中存在的時間極其短暫。”“極強的激光能夠把這些粒子分離，延長它們(men) 的存在時間。我們(men) 還要克服許多挑戰才能達到這一目標，但主要是通過增強我們(men) 現有的技術，獲得所需要的功率。”

科技設備委員會(hui) 已經將超強激光構造計劃(ELI)列為(wei) 關(guan) 注重點。該委員會(hui) 為(wei) 英國參與(yu) 的重要科學設施的建設進行投資，其中包括日內(nei) 瓦歐洲核子研究委員會(hui) 的“大型強子對撞器”項目。

先進激光技術中心和牛津郡迪德科特拉瑟福德·阿普爾頓實驗室的科學家們(men) 已經發展了這項技術，該技術為(wei) 強激光的產(chan) 生提供了必要條件。英國是超高場激光器的所在地的競選國之一，但也麵臨(lin) 著來自俄羅斯，法國，匈牙利，羅馬尼亞(ya) 和捷克共和國的競爭(zheng) 。

科學家們(men) 表示，除了為(wei) 物理學領域提供了新的視角，超強激光構造計劃(ELI)激光器還將應用到醫學診斷和癌症的治療方麵。普利茅斯大學理論物理學副教授，托馬斯·海因茨博士說道：“超強激光構造計劃(ELI)#p#分頁標題#e#將把我們(men) 引向物理學的一個(ge) 未知領域，沿途中我們(men) 可能會(hui) 發現一些額外的驚喜。”

現有最強激光器在哪？

早在幾年前，美國便開始研發世界上最強激光器。據《每日郵報》2009年3月31日報道，美國科學家們(men) 當天表示，世界上最強的激光器正秣馬厲兵嚴(yan) 陣以待。它能模擬生產(chan) 出太陽熾熱核心中的能量。位於(yu) 加利福尼亞(ya) 的“國家點火裝置”(NIF)有足球場般大小，造價(jia) 24億(yi) 。科學家們(men) 希望該激光器最終能夠模擬太陽中心的高溫和壓力。它由192束極強激光組成，所產(chan) 生的能量超過位居第二的羅切斯特大學的極強激光器產(chan) 生能量的60倍之多。

實驗時，所有激光束都將聚焦在一個(ge) 小氫球上，用以引發核聚變反應。足夠的熱度和壓力能夠將小圓柱形“目標”中的氫原子融合，這樣就能釋放出比激光束本身能產(chan) 生的更多的能量。在氫彈爆炸或者是在太陽中心時，會(hui) 出現這樣的反應。科學家們(men) 認為(wei) 有朝一日，能夠通過融合原子，而不是分裂它們(men) ，得到一種安全、潔淨的能量。“國家點火裝置”項目總監，愛德華·摩西對於(yu) 該激光器的成功研製充滿信心。

“激光就在那裏，目標也在那裏，我們(men) 已經驗證了光學原理。但現在要檢驗發射過程。我們(men) 已經將這些結合在一起，並用激光束射擊了目標。如此大規模的實驗還前所未有。我們(men) 想展現融合能量原理的科學依據。”愛德華·摩西說，“國家點火裝置”激光器將被廣泛地用於(yu) 天體(ti) 物理學的實驗當中，首要目的就是幫助政府的物理學家，確保美國的核武器的持續可靠。該強力激光器的計劃是在20世紀90年代首次初提出的，當時計劃耗資4.8億(yi) 英鎊(約合7.7億(yi) 美元)。它於(yu) 1997年正式開始建造。”

現在英國擬建造的最強激光器相比較之前美國的激光器，應用將更為(wei) 廣泛，研究領域也更為(wei) 複雜。最終，這台可以撕裂真空的激光器會(hui) “花落誰家”，還將拭目以待。#p#分頁標題#e#