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粒子和互动

粒子和互动

光线被视为散射光线

18 Aug 2017
浅光散射事件的图像
第一眼看看:Cern的地图集协作声称首次看到逐渐散射

颗粒颗粒可以彼此相互作用的想法 - 被称为逐光散射 - 终于在第一次预测后80年来终于观察到。那’在日内瓦的核心核查团会议上,当铅离子在其探测器中相互碰撞时,他们在2015年核对的日内瓦核心的核心会员的主张。然而,一些科学家们争论了该发现的优先事项,争论在20年前加州加利福尼亚州斯特克斯国家加速器实验室的实验观察到逐渐散射。

经典地,光不能与光相互作用,因为光子 - 即使它们介导带电粒子之间的相互作用 - 并不是自己携带电荷。但是,海森伯格’S的不确定原理是量子力学的基石表示,光子可以简短地转化“virtual”成对的颗粒和抗粒子,例如电子和正水。然后,这些虚拟颗粒可以重新组合以创建真正的光子对的微小机会。

结果是两个光子,每个光子在过程中产生虚拟粒子 - antiply对,可以彼此分散。在这样做时,他们改变方向但不要失去任何能量。换句话说,互动是弹性的。

寻求光明

在2012年通过CERN提出了在LHC寻找这种现象的想法’s David d’EnteRia和Gustavo da Silveira,现在在巴西的联邦Rio Grande Do Sul大学。他们提出了研究这些事件,其中铅离子不会彼此身体碰撞,而且但是通过足够的接近,他们的电磁场相互作用。发生的任何逐光散射将由两张光子从检测器的中心沿相反方向(以保护动量),而引线离子将继续在LHC环周围几乎不受干扰的路径上。从技术上讲,那些光子是强烈的介体而不是光束中的颗粒是虚拟的。但是因为引线离子靠近光速,与它们相关的电磁场变得相对激烈。因此,该点的挤压场线类似于单线,其是真实光子的特征。因此可以将光子视为“quasi-real”.

闪光的灵感

将提案纳入行动,地图集协作的成员分析了2015年在其探测器中发生的铅离子碰撞的数据。在他们报告时 自然物理学在总共有40亿个事件中,他们确定了13岁,这可能是由于逐渐散射的散射。这些是包括在阿特拉斯热仪中的两个径向相对点的单个光的事件,但没有任何其他颗粒发射的迹象,特别是没有从探测器行进的带电粒子的弯曲轨道’s magnetic field.

研究人员还在数据采取期间制定了有多少背景事件可能产生相同的信号。当检测器内部电子以光子的形式辐射到几乎所有能量时,这种事件可以包括罕见的场合。结论认为,合并的背景将平均收益仅2.6个事件,他们计算出他们的13个候选事件具有4.4标准偏差的统计显着性,仅少于颗粒物理学中发现发现的5个标准偏差。

优先申请

写A.“news and views”为了陪同最新的论文,加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的斯宾塞克莱因指出,阿特拉斯不是第一次提供浅光散射证据的实验。 1975年,德国物理学家观察了由核的电磁场弹性散射的光子。然而,在这种情况下,核领域中的光子完全是虚拟的。因此,根据克莱林的说法,地图集协作“报告光线散射的第一个直接证据”.

然而,在美国罗切斯特大学的阿德里安梅里萨斯州,这是纠纷。 1997年,他是一部分的一部分,这些团体发表了他的尊重 在SLAC e144实验中的直接证据。该实验涉及从高能量电子的激光激光射击光子以使前者升至伽马射线能量,然后在那些与激光光子相互作用的那些伽马射线光子时记录几次。

该实验未设置为监测弹性散射,而是检测到在光子的非弹性散射期间产生的正弦。然而,Melissinos认为E144提供的是直接观察逐光散射,如图AAS一样。他还指出,他们的情况下的光子是由激光产生的,是完全真实的。

展望未来

阿特拉斯应开始在明年年底收集来自铅铅碰撞的新数据,并且还应从未来十年中间的LHC强度升级中受益。通过更多的统计数据,科学家更能够更能够在散射过程中造成各种不同的带电粒子的贡献 - 是它们是电子和正的标准模型中的电子和正核,μONs或甚至较重的颗粒,这些模型将表示新物理学。

然而,本时片刻,阿特拉斯副船首发言人Andreas Hoocker很高兴只能看到长期预测的效果。“即使没有任何新的物理学,渐光散射已经非常有趣,” he says. “这是一个非常美丽的现象。”

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