Впервые зарегистрировано взаимодействие фотонов друг с другом — Naked Science
15.08.2017
4 минуты
Редакция
177

Впервые зарегистрировано взаимодействие фотонов друг с другом

Физикам церновской коллаборации ATLAS удалось впервые экспериментально обнаружить очень редкое явление — рассеяние фотонов друг другом. Это явление предсказано квантовой электродинамикой, а вот в рамках классического электромагнетизма его нет — здесь фотоны считаются невзаимодействующими.

0510028_01-a4-at-144-dpi

Надо сказать, что классическая точка зрения имеет мощное эмпирическое обоснование. Свет от звезд, даже самых далеких, доходит до земных астрономов в неприкосновенности, хотя его путь лежит в пространстве, плотно населенном самыми разными видами излучения, начиная от реликтового. Тем не менее, даже через миллиарды световых лет не замечается признаков того, что по дороге к телескопу фотоны изменили направление из-за взаимодействия с каким-то другим электромагнитным излучением.

 

С точки зрения квантовой электродинамики, все дело в энергии. Напомним, что фотон имеет энергию, величина которой прямо пропорциональна частоте или обратно пропорциональна длине волны, т. е. фотон фиолетового света (длина волны 0.38 мкм) имеет большую энергию, чем фотон красного света (0.77 мкм), а рентгеновский фотон заткнет за пояс их обоих. Для того, чтобы вероятность взаимодействия двух фотонов была достаточно велика, велика должна быть и их энергия. Точнее, даже очень велика: на порядки больше рентгеновской.

 

Детектор частиц коллаборации ATLAS. / ©  omicron.aeon.co

 

Команда ученых ЦЕРНа получила фотоны достаточно высокой энергии в Большом адронном коллайдере, сталкивая между собой разогнанные до субсветовой скорости ионы свинца. Они и сами по себе тяжелые, а с учетом скорости энергии выходили очень большими – порядка тераэлектронвольт. В случае столкновения с другим ионом, из пучка, направленного навстречу, большую часть этой энергии требовалось куда-то деть, т. е. испустить высокоэнергетичный фотон.

 

Было зарегистрировано и впоследствии изучено более четырех миллиардов событий. Из них тринадцать кажутся подходящими — аппаратура зафиксировала, что после соприкосновения двух фотонов их траектории изменились. Мы не будем сейчас останавливаться на описании технических подробностей, ознакомиться с ними можно в статье ученых, опубликованной в Nature. 

Позавчера, 15:12
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

Позавчера, 09:37
7 минут
Сергей Васильев

Магнитосфера Земли была достаточно сильной еще до того, как у планеты появилось внутреннее ядро и заработал механизм «геомагнитного динамо»: похоже, на первых этапах ее подпитывал совершенно другой механизм.

Позавчера, 14:50
34 минуты
Александр Березин

SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию на миллион человек. Звучит абсурдно: осталось всего 30 лет, а до первого полета на Марс еще многие годы. Некоторые ученые, включая российских, считают планы Маска «фантазией» и «пропагандой». Тем не менее сама по себе постройка миллионной колонии на Красной планете вполне реальна. Разберемся, почему и отчего в это так трудно поверить остальному миру.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

19 января
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: