北京時間8月18日消息,據(jù)國外媒體報道,,歐洲核子中心(CERN)的物理學(xué)家利用大型強(qiáng)子對撞機(jī)(Large Hadron Collider,LHC)進(jìn)行了一項(xiàng)新實(shí)驗(yàn),,證實(shí)了量子力學(xué)中最早的預(yù)言之一,。
ATLAS實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的物理學(xué)家披露,,他們已經(jīng)觀察到了光與光散射的直接證據(jù)。在這一過程中,,光是在高能狀態(tài)下與自身發(fā)生相互作用,。
ATLAS實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的物理學(xué)家披露,他們已經(jīng)觀察到了光與光散射的直接證據(jù),。在這一過程中,,光是在高能狀態(tài)下與自身發(fā)生相互作用。對目前的量子電動力學(xué)研究來說,,這一現(xiàn)象具有重要意義,,而科學(xué)家已經(jīng)對這一“里程碑結(jié)果”尋找了數(shù)十年。現(xiàn)在,,第一次有研究人員宣稱,,他們發(fā)現(xiàn)了光子能相互作用并改變方向的證據(jù)。
“這是一個里程碑式的結(jié)果:首次發(fā)現(xiàn)高能光與自身相互作用的直接證據(jù),,”ATLAS實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的物理協(xié)調(diào)員,、英國謝菲爾德大學(xué)的丹·托維(Dan Tovey)說,“這一現(xiàn)象在經(jīng)典電磁學(xué)理論中是不可能出現(xiàn)的,,實(shí)驗(yàn)結(jié)果為我們理解QED,,即電磁量子理論(quantum theory of electromagnetism)提供了靈敏的測試方法?!?/p>
該發(fā)現(xiàn)來自大型強(qiáng)子對撞機(jī)的第二輪運(yùn)行(Run 2),,開始于2015年。研究者解釋稱,,在運(yùn)行期間,,鉛離子以前所未有的速率在粒子加速器中碰撞。通過這一過程,,研究者首次獲得了光與光散射的直接證據(jù),。
ATLAS重離子物理學(xué)小組召集人、來自美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的彼得·斯坦伯格(Peter Steinberg)說:“多年來,,重離子和高能物理學(xué)界一直十分關(guān)注對這一現(xiàn)象的測量,,幾個研究小組的計算結(jié)果顯示,我們或許可以通過研究鉛離子在第二輪運(yùn)行時的碰撞獲得一個顯著信號,。”
歐洲核子中心稱,,重離子碰撞可以為研究這類現(xiàn)象提供一個“純凈的環(huán)境”,。當(dāng)鉛離子被加速時,,光子會在它們周圍產(chǎn)生。大多數(shù)情況下,,這些鉛離子在中心處相遇時并不會碰撞,。相反,它們周圍的光子會相互作用并發(fā)生散射,,這一過程被稱為“超周邊碰撞”,。研究人員研究了第二輪運(yùn)行中超過40億次事件,找出了13次可能的光與光散射事件,,顯著性達(dá)到4.4,。
“為這種罕見的現(xiàn)象尋找證據(jù)要求ATLAS探測器發(fā)展出靈敏的新‘觸發(fā)器’,”斯坦伯格說,,“實(shí)驗(yàn)獲得的印記——在原本空無一物的探測器中有兩個光子——與鉛原子核碰撞時極為復(fù)雜的典型結(jié)果幾乎是完全對立的,。新‘觸發(fā)器’在篩選這些事件中的成功應(yīng)用,展示了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)強(qiáng)大的功能和靈活性,,以及分析團(tuán)隊(duì)在設(shè)計和開發(fā)這一系統(tǒng)時的技巧和專業(yè)技術(shù),。”
研究人員計劃在大型強(qiáng)子對撞機(jī)接下來的新一輪重離子運(yùn)行(將在2018年進(jìn)行)中,,對這一現(xiàn)象做更深入的研究,,以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。