據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)16日?qǐng)?bào)道，歐洲核子中心(CERN)的ATLAS探測(cè)器中，發(fā)現(xiàn)了高能量下光子被光子散射的首個(gè)直接證據(jù)。這一過(guò)程極為罕見(jiàn)，兩個(gè)光子相互作用并改變了方向，這證實(shí)了量子電動(dòng)力學(xué)的最早預(yù)測(cè)之一。

ATLAS探測(cè)器項(xiàng)目物理協(xié)調(diào)員丹·托沃里說(shuō)：“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(gè)直接證據(jù)。這種現(xiàn)象在電磁學(xué)經(jīng)典理論中是不可能的，因此這一成果有助于我們進(jìn)一步理解量子電動(dòng)力學(xué)理論。”

幾十年來(lái)，科學(xué)家一直難以獲得高能光子間散射的直接證據(jù)，直到2015年大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)第二次運(yùn)行才為此帶來(lái)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(jù)成為可能。

來(lái)自美國(guó)布魯克黑文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的ATLAS項(xiàng)目重離子物理組召集人彼得·斯坦博格表示，這次測(cè)量對(duì)于重離子課題組和高能量物理組頗有吸引力，各自的計(jì)算結(jié)果表明，可以通過(guò)研究鉛離子碰撞來(lái)獲得重要信號(hào)。

重離子碰撞能提供獨(dú)一無(wú)二的環(huán)境來(lái)研究光子間散射。隨著大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)發(fā)出鉛離子束，其周?chē)a(chǎn)生大量光子，當(dāng)鉛離子到達(dá)ATLAS探測(cè)器并在其中心相遇時(shí)，極少的光子可能會(huì)發(fā)生相互作用和散射。這些相互作用被稱(chēng)為“超外圍碰撞”。

在2015年進(jìn)行的超過(guò)40億次實(shí)驗(yàn)中，ATLAS探測(cè)器發(fā)現(xiàn)了13個(gè)光子間散射候選目標(biāo)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示出標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.4，可以作為報(bào)告高能現(xiàn)象下光子間散射的第一個(gè)直接證據(jù)。

新的研究論文發(fā)表在16日出版的《自然物理學(xué)》雜志上。據(jù)了解，ATLAS項(xiàng)目物理學(xué)家將在2018年大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的重離子運(yùn)行程序中，繼續(xù)研究光散射，更多的數(shù)據(jù)將進(jìn)一步提高研究精度。(記者房琳琳)