高能量下光子被光子散射的首个直接证据被发现

据物理学家组织网16日报道，欧洲核子中心（CERN）的ATLAS探测器中，发现了高能量下光子被光子散射的首个直接证据。这一过程极为罕见，两个光子相互作用并改变了方向，这证实了量子电动力学的最早预测之一。

ATLAS探测器项目物理协调员丹·托沃里说：“这是里程碑式的成果，是光在高能量下自身相互作用的第一个直接证据。这种现象在电磁学经典理论中是不可能的，因此这一成果有助于我们进一步理解量子电动力学理论。”

几十年来，科学家一直难以获得高能光子间散射的直接证据，直到2015年大型强子对撞机第二次运行才为此带来希望。由于加速器以前所未有的碰撞速度撞击铅离子，使获得光子间散射的证据成为可能。

来自美国布鲁克黑文国家实验室的ATLAS项目重离子物理组召集人彼得·斯坦博格表示，这次测量对于重离子课题组和高能量物理组颇有吸引力，各自的计算结果表明，可以通过研究铅离子碰撞来获得重要信号。

重离子碰撞能提供独一无二的环境来研究光子间散射。随着大型强子对撞机发出铅离子束，其周围产生大量光子，当铅离子到达ATLAS探测器并在其中心相遇时，极少的光子可能会发生相互作用和散射。这些相互作用被称为“超外围碰撞”。

在2015年进行的超过40亿次实验中，ATLAS探测器发现了13个光子间散射候选目标。统计结果显示出标准偏差为4.4，可以作为报告高能现象下光子间散射的第一个直接证据。

新的研究论文发表在16日出版的《自然物理学》杂志上。据了解，ATLAS项目物理学家将在2018年大型强子对撞机的重离子运行程序中，继续研究光散射，更多的数据将进一步提高研究精度。

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