换句话说,应该有可能从纯能量(例如光)中创造出物质。这个过程被称为物质创造或对产生,最早由物理学家格雷戈里·布莱特和约翰·惠勒于 1934 年提出。然而,几十年来它一直难以捉摸,因为它需要极高能量的光子相互碰撞并产生电子。正电子对。
现在,来自纽约布鲁克海文国家实验室的一组科学家报告了首次直接观察光一步产生物质。他们使用了相对论重离子对撞机(RHIC),这是一种强大的粒子加速器,可以以接近光速的速度将重离子粉碎在一起。通过这样做,他们创造了包含虚拟光子的强烈电磁场,虚拟光子是场中短暂的扰动,其行为类似于真实光子。
当两个离子在没有碰撞的情况下彼此经过时,它们的一些虚拟光子相互作用并变成具有非常高能量的真实光子。然后这些光子相互碰撞并产生电子-正电子对,这些电子-正电子对被 RHIC 的 STAR 探测器检测到。科学家们分析了 6000 多个这样的对,发现它们的角度分布与光创造物质的理论预测相符。
该实验不仅证实了量子电动力学长期以来的预测,而且展示了一种研究极端条件下物质和反物质性质的新方法。科学家们希望进一步探索这种现象及其对基础物理学和宇宙学的影响