大型强子对撞机新实验证实量子力学最早预言

[ 录入者:zhangms | 时间:2017-08-19 09:15:53 | 作者:任天 | 来源:新浪科技 | 浏览:765次 ]

 ATLAS实验项目的物理学家披露,他们已经观察到了光与光散射的直接证据。在这一过程中,光是在高能状态下与自身发生相互作用。

 该发现来自大型强子对撞机的第二轮运行,开始于2015年。研究者解释称,在运行期间,铅离子以前所未有的速率在粒子加速器中碰撞。通过这一过程,研究者首次获得了光与光散射的直接证据。

新浪科技讯 北京时间8月18日消息,据国外媒体报道,欧洲核子中心(CERN)的物理学家利用大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)进行了一项新实验,证实了量子力学中最早的预言之一。

ATLAS实验项目的物理学家披露,他们已经观察到了光与光散射的直接证据。在这一过程中,光是在高能状态下与自身发生相互作用。对目前的量子电动力学研究来说,这一现象具有重要意义,而科学家已经对这一“里程碑结果”寻找了数十年。现在,第一次有研究人员宣称,他们发现了光子能相互作用并改变方向的证据。

“这是一个里程碑式的结果:首次发现高能光与自身相互作用的直接证据,”ATLAS实验项目的物理协调员、英国谢菲尔德大学的丹·托维(Dan Tovey)说,“这一现象在经典电磁学理论中是不可能出现的,实验结果为我们理解QED,即电磁量子理论(quantum theory of electromagnetism)提供了灵敏的测试方法。”

该发现来自大型强子对撞机的第二轮运行(Run 2),开始于2015年。研究者解释称,在运行期间,铅离子以前所未有的速率在粒子加速器中碰撞。通过这一过程,研究者首次获得了光与光散射的直接证据。

ATLAS重离子物理学小组召集人、来自美国布鲁克海文国家实验室的彼得·斯坦伯格(Peter Steinberg)说:“多年来,重离子和高能物理学界一直十分关注对这一现象的测量,几个研究小组的计算结果显示,我们或许可以通过研究铅离子在第二轮运行时的碰撞获得一个显著信号。”

欧洲核子中心称,重离子碰撞可以为研究这类现象提供一个“纯净的环境”。当铅离子被加速时,光子会在它们周围产生。大多数情况下,这些铅离子在中心处相遇时并不会碰撞。相反,它们周围的光子会相互作用并发生散射,这一过程被称为“超周边碰撞”。研究人员研究了第二轮运行中超过40亿次事件,找出了13次可能的光与光散射事件,显著性达到4.4。

“为这种罕见的现象寻找证据要求ATLAS探测器发展出灵敏的新‘触发器’,”斯坦伯格说,“实验获得的印记——在原本空无一物的探测器中有两个光子——与铅原子核碰撞时极为复杂的典型结果几乎是完全对立的。新‘触发器’在筛选这些事件中的成功应用,展示了实验系统强大的功能和灵活性,以及分析团队在设计和开发这一系统时的技巧和专业技术。”

研究人员计划在大型强子对撞机接下来的新一轮重离子运行(将在2018年进行)中,对这一现象做更深入的研究,以获得更准确的结果。(任天)

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