高能量下光子被光子散射的首個直接證據被發現
來源：科技日報 2017-08-17 14:37:33
據物理學家組織網16日報道，歐洲核子中心(CERN)的ATLAS探測器中，發現了高能量下光子被光子散射的首個直接證據。這一過程極為罕見，兩個光子相互作用并改變了方向，這證實了量子電動力學的最早預測之一。
ATLAS探測器項目物理協調員丹·托沃里說：“這是里程碑式的成果，是光在高能量下自身相互作用的第一個直接證據。這種現象在電磁學經典理論中是不可能的，因此這一成果有助于我們進一步理解量子電動力學理論。”
幾十年來，科學家一直難以獲得高能光子間散射的直接證據，直到2015年大型強子對撞機第二次運行才為此帶來希望。由于加速器以前所未有的碰撞速度撞擊鉛離子，使獲得光子間散射的證據成為可能。
來自美國布魯克黑文國家實驗室的ATLAS項目重離子物理組召集人彼得·斯坦博格表示，這次測量對于重離子課題組和高能量物理組頗有吸引力，各自的計算結果表明，可以通過研究鉛離子碰撞來獲得重要信號。
重離子碰撞能提供獨一無二的環境來研究光子間散射。隨著大型強子對撞機發出鉛離子束，其周圍產生大量光子，當鉛離子到達ATLAS探測器并在其中心相遇時，極少的光子可能會發生相互作用和散射。這些相互作用被稱為“超外圍碰撞”。
在2015年進行的超過40億次實驗中，ATLAS探測器發現了13個光子間散射候選目標。統計結果顯示出標準偏差為4.4，可以作為報告高能現象下光子間散射的第一個直接證據。
新的研究論文發表在16日出版的《自然物理學》雜志上。據了解，ATLAS項目物理學家將在2018年大型強子對撞機的重離子運行程序中，繼續研究光散射，更多的數據將進一步提高研究精度。(記者房琳琳)
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