原子对撞机中发现：光子之间竟会发生互动

根据国外媒体的报道，你可能没有意识到光子实际上是一小片光。事实上，光子是可以分成的最小的光。当你打开灯时，无数的光子从灯泡中喷出，涌入你的眼睛，然后被你的视网膜吸收并转换成电信号，这样你就可以看到你面前的东西。

来源:互联网

你可以想象现在你周围有多少光子。这些光子不仅来自你房间的光线，还包括从窗户进入房间的太阳光子。甚至你自己的身体也会产生光子，这些光子只是以红外能量的形式发射出来，需要夜视镜才能看到。

当然，所有的无线电波、紫外线和其他种类的射线都会一直“轰击”你。这些是无尽的光子流。

简言之，光子无处不在。

这些微小的光不应该相互作用，甚至不知道其他光子的存在。根据物理定律，当一个光子经过另一个光子时，将没有相互作用。

至少物理学家过去是这样认为的。但是在世界上最强大的原子对撞机的一项新实验中，研究人员短暂地观察到了一个不可能的现象:光子碰撞。这里面有什么蹊跷？这些光子中的一些违背了常识，行为与普通光子不同。相反，它们会短暂地变成“虚拟粒子”。通过研究这些极其罕见的相互作用，物理学家希望进一步揭示光的基本性质，甚至发现新的高能物理原理，如统一理论和超对称理论。

轻触

一般来说，光子不会相互作用或碰撞是一件好事，否则光子将永远不能直线运动，一切都将被打乱。幸运的是，两个光子通常会直接穿过对方，就好像对方不存在一样，这是大多数情况下的情况。

在高能实验中，我们可以通过我们的努力使两个光子碰撞，但是发生这种情况的概率非常小。物理学家对这种过程非常感兴趣，因为它可以揭示光的深层本质，帮助我们发现一些意想不到的物理现象。

光子很少相互作用，因为它们只与带电粒子相互作用。这是宇宙的法则，我们无法控制它。但是如果这是宇宙的法则，我们怎么能连接两个不带电荷的光子呢？

光子是什么？

这个问题的答案在于现代物理学中最神秘和迷人的领域之一。这个领域有一个非常时髦的名字——量子电动力学。

在亚原子世界中，光子不一定是光子，或者它们不总是光子。电子和光子等粒子在运动过程中会不断转换“身份”。乍一看，这似乎有点令人困惑:一束光除了一束光还能是什么？

为了理解这种奇怪的行为，我们需要稍微扩展一下我们的思维。

就光子而言，偶尔(记住，这是非常罕见的)一个光子会在运动中改变他的想法。它可能不再是一个粒子，而是变成一对粒子，由一个带负电的电子和一个带正电的“正电子”(即电子的反物质)一起向前移动组成，但这种情况转瞬即逝，因为正负电子总是相遇。一旦它们相遇，它们立即湮灭并变成光子。

由于各种复杂的原因，当这种现象发生时，这些粒子对被称为“虚拟粒子”。可以说，在绝大多数情况下，你永远不会与虚拟粒子相互作用，只能接触光子，但这并不是所有情况下的情况。

黑暗中的一线光明

在位于法国和瑞士边界下的大学强子对撞机的ATLAS仪器进行的一系列实验中，研究小组花了大量时间让铅核以接近光速的速度碰撞。但事实上，他们不允许铅核碰撞。这些粒子非常非常非常接近。

因此，铅原子只会受到电磁力的作用，而不会涉及到膨胀所带来的一系列麻烦问题，如产生大量新粒子、力和能量等。换句话说，这些铅核只交换大量的光子。

在极少数情况下，其中一个光子可能会短暂地变成一对电子和正电子。然后，另一个光子可以与这个电子或正电子“交流”。这样，互动就发生了。

在这种相互作用的过程中，光子只是撞击电子或正电子，然后毫发无损地继续前进。被击中的电子或正电子将很快找到它的配偶并返回光子。所以在两个光子碰撞后，它们只会相互弹开，没有任何效果。但交易所本身已经非常了不起了。

有多神奇？让我们这样说吧，研究小组总共进行了数万次撞击，总共只检测到59次可能的撞击，只有59次！

但是这59次互动揭示了什么样的宇宙信息呢？首先，它证实了“光子并不总是光子”

此外，通过深入挖掘这些粒子的量子本质，我们还可以学到一些新的物理知识。例如，在一些试图推动已知粒子物理边界的微妙模型中，这些光子之间相互作用的概率略有不同。这可能为我们提供一种探索和测试这些模型的方法。目前，我们没有足够的数据来判断这些模型之间的差异。但是现在有了相应的技术，我们也许能够向前推进。

希望在不久的将来，我们真的能给目前的“抹黑”局面带来“一线曙光”。