В ЦЕРН сблъскаха частици светлина със светлина с много висока енергия (видео)

/КРОСС/ Ключово предсказание на квантовата теория на светлината е потвърдено от ЦЕРН. Физиците откриха първото пряко доказателство за високо енергиен сблъсък на два фотона. Това е много рядък процес, при който двете частици светлина се "удрят" помежду си и променят посоките си.

Резултатът, публикуван в Nature Physics, потвърждава едно от най-старите предвиждания на квантовата електродинамика (QED) и е наблюдаван за първи път от физици от експеримента ATLAS в ЦЕРН, съобщи сайтът на Европейска организация за ядрени изследвания.

"Това е първото пряко доказателство за това, че светлината взаимодейства сама със себе си при високи енергии", разказва Дан Тови (Dan Tovey), координатор на експеримента ATLAS. "Това явление е невъзможно в класическите теории на електромагнетизма, затова пък този резултат осигурява чувствителен тест за верността на QED, квантовата теория на електромагнетизма".

Екипът проследява повече от 4 милиарда събития, записани през 2015 г. и намира 13 кандидати за фотонни взаимодействия.

Преките доказателства за разсейване на светлина от светлина при висока енергия бяха неуловими в продължение на десетилетия - до стартът на втория цикъл работа на Големия адронен колайдер през 2015 г. Тъй като ускорителят вече сблъскваше оловни йони при безпрецедентни нива на енергия, събирането на доказателства за такива събития стана възможно.

Обикновено тежките йони се използват за изследване на някои от най-екстремните условия във Вселената, някои от които не съществуват от времето на Големия взрив. Постигането на такива условия е трудна работа, тъй като малко оловни атоми се сливат, когато се сблъскат йонните лъчи.

Но тежките йонни сблъсъци предоставят уникално чиста среда за изучаване на взаимодействието на светлина със светлина. Когато се ускорят сноповете оловни йони, около тях се генерира огромен поток от фотони. Когато йоните се срещнат в центъра на детектора ATLAS, няколко от тях се сблъскват, но около тях фотоните могат да си взаимодействат и да се разпръскват от "удара". Тези взаимодействия са известни като "ултрапериферни сблъсъци".

"Полученият подпис - два фотона в иначе празния детектор - е почти диаметрално противоположно на изключително сложните събития, които се очакват обикновено от сблъсъци на оловни ядра. Новият успех при подбора на тези събития показва силата и гъвкавостта на системата, както и умението и експертизата на групите за анализ и тези, които проектираха и разработиха ускорителя" - се казва в прессъобщението.

Статистическата значимост на откритието е 4.4 σ стандартно отклонение или ниво на доверие от 99,9989%, почти достигащо стандарта от 5 сигма, прагът за откритие на физиката на елементарните частици.

Този резултат ще бъде прецизиран следващата година, когато Големия адронен ускорител започне следващият сезон за тежки йонни сблъсъци. Учените очакват да имат много повече сблъсъци в сравнение с предходния период.

Новите данни вероятно ще подобрят точността, а може да се наблюдават и нови и неочаквани събития.