Скрытая сторона света: физики описали редкое оптическое явление
Уникальный эффект, называемый рассеянием света на свете, ставит под сомнение классическое убеждение, что световые волны свободно проходят друг сквозь друга, не оказывая взаимного влияния.
Юлия УгловаАвтор Hi-Tech Mail
Согласно законам электродинамики, два световых луча могут существовать в одной точке пространства, не влияя друг на друга. Именно поэтому сражения со световыми мечами из научной фантастики в реальности выглядели бы скучно. Однако квантовая физика допускает редкий эффект — «рассеяние света на свете», пишет ScienceDaily.
Явление столь слабо, что обычным лазерам его не заметить, но оно зафиксировано на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе. В ходе этого процесса виртуальные частицы могут возникать из ниоткуда, взаимодействовать с фотонами и изменять их направление. Эффект очень мал, но его необходимо подробно изучить для проверки физической теории элементарных частиц в экспериментах с мюонами. Ученые из Венского технического университета (TU Wien) установили, что в этом важном аспекте ключевую роль играют тензорные мезоны, которые ранее были недооценены.
Виртуальные частицы появляются и исчезают мгновенно, поэтому наблюдать их напрямую невозможно. Однако они оказывают влияние на реальные частицы. Исследования требуют учета всех виртуальных частиц, что усложняет работу, но придает ей особую привлекательность. Так, при рассеянии света фотон иногда превращается в пару электрон-позитрон, а затем снова собирается в фотон. Все становится сложнее, когда начинают появляться более тяжелые частицы, такие как мезоны, участвующие в сильном ядерном взаимодействии.
«Есть разные виды мезонов, и теперь мы убедились, что один из них — тензорные мезоны — играет значительно большую роль, чем считалось ранее», — комментирует ведущий автор исследования Йонас Магер. Благодаря новой работе стало ясно, что тензорные мезоны влияют на магнитные свойства мюонов. Это знание пригодится для точной проверки Стандартной модели физики элементарных частиц.
Важного результата удалось достичь благодаря использованию необычного подхода — голографической квантовой хромодинамики. Вместо сложных четырехмерных расчетов ученые перенесли проблему в пятимерное пространство с гравитацией, где ее решение упростилось. «Используя голографический подход, мы можем сопоставлять тензорные мезоны с пятимерными гравитонами, чье поведение четко задано уравнениями Эйнштейна», — объясняет эксперт.
Таким образом, ученые из Венского технического университета устранили несоответствия между старыми методами расчета и современными компьютерными симуляциями, открыв новые горизонты для дальнейших исследований и экспериментов с тензорными мезонами.
Ранее физики обнаружили новую форму существования материи.
Поделиться
