Ученые, работающие на детекторе STAR в Брукхейвенской национальной лаборатории в США, сообщили о том, что им удалось получить убедительные доказательства двух физических явлений, предсказанных более 80 лет назад, — образование вещества непосредственно из света и того, что магнетизм может изгибать поляризованные фотоны в вакууме. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Физики STAR отслеживали взаимодействия и искали предсказанные электрон-позитронные пары. Но такие пары частиц могут быть созданы в том числе с помощью кратковременных состояний «виртуальных» фотонов. Чтобы отличить реальные фотоны от виртуальных авторы анализировали закономерности углового распределения каждого электрона по отношению к его позитрону-партнеру. Эти паттерны распределения различаются для пар, образованных взаимодействием реальных и виртуальных фотонов.
Основное открытие состоит в том, что пары электронов и позитронов — частицы материи и антивещества — могут быть созданы непосредственно путем столкновения очень энергичных фотонов, которые представляют собой квантовые «пакеты» света. Это преобразование энергичного света в материю является прямым следствием знаменитого уравнения Эйнштейна E = mc², в котором говорится, что энергия и материя (или масса) взаимозаменяемы. Ядерные реакции на Солнце и на атомных электростанциях регулярно превращают вещество в энергию. Теперь ученые преобразовали световую энергию непосредственно в материю всего за один шаг.
Второй результат показывает, что путь света, проходящего через магнитное поле в вакууме, изгибается по-разному в зависимости от того, как этот свет поляризован. Такое зависящее от поляризации отклонение (известное как двойное лучепреломление) происходит, когда свет проходит через определенные материалы. (Этот эффект подобен тому, как зависящее от длины волны отклонение разделяет белый свет на радугу.) Но это первая демонстрация поляризационно-зависимого отклонения света в вакууме.
Оба результата появились в результате способности детектора RHIC STAR — Solenoid Tracker в RHIC — измерять угловое распределение частиц, образующихся при скользящих столкновениях ионов золота, движущихся почти со скоростью света.
Читать далее
Новые мини-антитела блокируют коронавирус в 1 000 раз лучше предыдущих
Ученым удалось преобразовывать энергию термоядерного синтеза в электричество
Исследователи впервые создали металлическую воду в земных условиях