Jak často říkají fyzici i milovníci vědy, nad kvantovým světem zůstává rozum stát. Když chcete popohnat elektron, tak ho můžete šťouchnout fotonem, jako když hrajete s částicemi kulečník. Pokud ale chcete elektron úplně zabrzdit, tak do něj musíte naprat tolik záření o extrémní intenzitě, co se jenom do něj vejde. Budete-li dost drsní a vytrvalí, tak se to může podařit.

Vědecký tým, který vedli odborníci Imperial College London, podle všeho byl dostatečně drsný a vytrvalý. Vytvořili laserový paprsek, který zaostřili na plochu o velikosti pár mikrometrů, a zářili s ním po extrémně krátký čas 40 femtosekund (tedy 40 krát 10 na mínus 15 sekund). A do tohoto laserového zášlehu, který byl miliardkrát milionkrát jasnější než povrch Slunce (řekněme skutečně mega ultrajasný), pak vědci narazili paprskem vysokoenergetických elektronů, urychleným a zaostřeným technologií laserového urychlovače s brázdovým polem (laser wakefield acceleration). A elektrony se zastavily. Extrémní výzkum publikoval časopis Physical Review X.

Kdykoliv světelné záření zasáhne nějaký objekt, tak se na něm obvykle určitým způsobem odráží nebo láme. Pokud se ale takový objekt pohybuje vysokou rychlostí a použité světlo je extrémně intenzivní, tak se dějí věci. Například elektrony přitom vyzařují tak veliké množství energie, že se mohou zastavit, jako by byly v křeči. Fyzici tomu říkají reakce záření (radiation reaction). Podle všeho se tenhle fenomén objevuje v extrémním prostředí kolem černých děr a známe ho i z cyklotronů, kde dělá problémy při urychlování částic.

Podle jednoho z autorů studie, Aleca Thomase z Lancaster University a University of Michigan, bylo naprosto fascinující zastavit divoký proud elektronů paprskem světla, který byl mnohem tenčí než břitva. Vědci ke svým kouskům použili petawattový laser Gemini v Central Laser Facility (CLF) britské laboratoře Rutherford Appleton Laboratory. Laserový paprsek tvořily fotony viditelného záření, ale po srážce s elektrony se vlnové délky a také energie fotonů vyšplhaly až do oblasti gama záření. Když pak badatelé propojili tyto posuny fotonů s poklesem energie elektronů po srážkách s fotony, tak získali jasný důkaz, že v jejich experimentu probíhala reakce záření.

Další člen početného týmu Mattias Marklund ze švédské univerzity Chalmers University of Technology upozorňuje na to, že jsme se teď dostali na neprobádané území. Klasická fyzika na to nestačí a na řadu musí přijít kvantová mechanika. Experimenty se zastavováním elektronů se teď mohou stát základem pro výzkum kvantových vysokoenergetických laserů a dalších pozoruhodností. Jistě se o ně budou zajímat i astrofyzici, kteří by rádi pochopili procesy, k nimž dochází v okolí hvězdných černých děr či kvasarů.

Literatura
Imperial College London 7. 2. 2018, Physical Review X 8: 011020.