En grupp forskare som arbetade vid Large Hadron Collider (LHC) vid CERN (Europeiska organisationen för kärnkraftsforskning), under ATLAS-experimentet, bevisade förekomsten av ett fenomen som kallas ljusspridning av ljus. Fenomenet består i kvantinteraktionen mellan två strålar av fotoner, varigenom en ljusstråle "bryts" något av den andra, som om de är fasta. Forskarnas artikel publicerades i tidskriften Nature Physics, kort om upptäckten berättar publikationen ScienceAlert.
Enligt klassiska begrepp passerar elektromagnetiska vågor obehindrat genom varandra. Men 1936 förutspådde de tyska fysikerna Hans Heinrich Euler och Werner Heisenberg att två fotoner kunde kollidera och interagera med varandra. Under normala förhållanden är denna effekt osynlig, men den kan detekteras med högenergipartiklar.
Forskare har spridit blykärnorna i acceleratorröret till nästan ljus (relativistiska) hastigheter. Den positiva laddningen av atomer som berövas elektroner bildar ett elektrostatiskt fält som vid höga hastigheter förvandlas till ett elektromagnetiskt fält, det vill säga till ett tätt moln av fotoner. Blykärnor som rör sig i motsatta riktningar interagerar inte direkt utan under extremt perifera kollisioner när partikelmoln träffar varandra. Enligt teorin sprids fotoner från olika moln i det här fallet på varandra, vilket genererar nya partiklar som ATLAS-detektorn ska registrera.
Totalt registrerade detektorn fyra miljarder olika interaktioner mellan partiklar. Forskare har gjort det nödvändiga urvalet och identifierat 13 händelser som överensstämmer med bilden av ljusspridning i ljus. Samtidigt var andelen främmande processer som skapar bakgrunden och kan göra uppgifterna opålitliga endast 2,6 händelser. De viktigaste parametrarna för processen, inklusive tvärsnittet (närheten av kolliderande partiklar) och invariant massa (exponenten för partikelspridning), motsvarar förutsägelserna i standardmodellen.
Standardmodellen är en teori som beskriver alla olika partiklar och deras interaktioner. Det förutspår olika subatomära processer och deras egenskaper, som bekräftas i experiment med acceleratorer, inklusive LHC.
