15.08.2017
Редакция Naked Science
766

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
©Wikipedia

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. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Предстоящие мероприятия
Вчера, 16:42
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

Позавчера, 16:05
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

Вчера, 13:43
Александр Березин

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: