Un groupe de scientifiques travaillant au Grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), lors de l'expérience ATLAS, a prouvé l'existence d'un phénomène appelé diffusion de la lumière par la lumière. Le phénomène consiste en l'interaction quantique de deux faisceaux de photons, à la suite de quoi un rayon de lumière est quelque peu «réfracté» par l'autre, comme s'il était solide. L'article des chercheurs a été publié dans la revue Nature Physics, brièvement sur la découverte raconte la publication ScienceAlert.
Selon les concepts classiques, les ondes électromagnétiques se traversent sans entrave. Cependant, en 1936, les physiciens allemands Hans Heinrich Euler et Werner Heisenberg ont prédit que deux photons pourraient entrer en collision et interagir l'un avec l'autre. Dans des conditions normales, cet effet est invisible, mais il peut être détecté à l'aide de particules à haute énergie.
Les scientifiques ont dispersé les noyaux de plomb dans le tube de l'accélérateur à des vitesses proches de la lumière (relativistes). La charge positive des atomes privés d'électrons forme un champ électrostatique qui, à grande vitesse, se transforme en champ électromagnétique, c'est-à-dire en un nuage dense de photons. Les noyaux de plomb se déplaçant dans des directions opposées n'interagissent pas directement, mais au cours de collisions ultrapériphériques, lorsque des nuages de particules se heurtent. Selon la théorie, dans ce cas, les photons de différents nuages sont dispersés les uns sur les autres, ce qui génère de nouvelles particules, que le détecteur ATLAS devrait enregistrer.
Au total, le détecteur a enregistré quatre milliards d'interactions différentes entre les particules. Les scientifiques ont fait la sélection nécessaire et identifié 13 événements cohérents avec l'image de la diffusion de la lumière dans la lumière. Dans le même temps, la part des processus superflus qui créent l'arrière-plan et peuvent rendre les données non fiables n'était que de 2,6 événements. Les principaux paramètres du processus, y compris la section efficace (proximité des particules en collision) et la masse invariante (l'exposant de la diffusion des particules), sont cohérents avec les prédictions du modèle standard.
Le modèle standard est une théorie qui décrit toute la variété des particules et leurs interactions. Il prédit divers processus subatomiques et leurs propriétés, qui sont confirmés par des expériences sur des accélérateurs, y compris au LHC.
