Уникальный эффект, известный как рассеяние света на свете, ставит под сомнение традиционное представление о том, что световые волны могут беспрепятственно пересекаться, не влияя друг на друга.
Согласно законам электродинамики, два световых луча могут сосуществовать в одной точке пространства, не оказывая друг на друга влияния. Именно поэтому сражения с световыми мечами из научной фантастики в реальности выглядели бы скучно. Тем не менее, квантовая физика допускает редкий эффект — «рассеяние света на свете», как сообщает ScienceDaily.
Это явление настолько незначительно, что его невозможно заметить с помощью обычных лазеров, однако оно было зарегистрировано на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе. В процессе этого эксперимента виртуальные частицы могут появляться из ничего, взаимодействовать с фотонами и изменять их направление. Эффект хоть и мал, но его стоит изучить подробнее для проверки физической теории элементарных частиц в экспериментах с мюонами. Ученые из Венского технического университета (TU Wien) выяснили, что в этом важном аспекте ключевую роль играют тензорные мезоны, которые ранее оценивались значительно ниже.
Виртуальные частицы возникают и исчезают мгновенно, поэтому наблюдать их напрямую невозможно. Тем не менее, они влияют на реальные частицы. Исследования требуют учета всех виртуальных частиц, что усложняет задачу, но придает ей особую привлекательность. Так, при рассеянии света фотон иногда превращается в пару электрон-позитрон, а затем вновь собирается в фотон. Ситуация становится еще более сложной, когда начинают появляться более тяжелые частицы, такие как мезоны, участвующие в сильном ядерном взаимодействии.
«Существуют различные виды мезонов, и теперь мы уверены, что один из них — тензорные мезоны — играет гораздо более значимую роль, чем считалось ранее», — комментирует ведущий автор исследования Йонас Магер. Новая работа показала, что тензорные мезоны оказывают влияние на магнитные свойства мюонов. Эти знания будут полезны для точной проверки Стандартной модели физики элементарных частиц.
Достигнутый важный результат стал возможен благодаря применению необычного подхода — голографической квантовой хромодинамики. Вместо сложных четырехмерных вычислений ученые перенесли задачу в пятимерное пространство с гравитацией, что упростило её решение. «Используя голографический подход, мы можем соотносить тензорные мезоны с пятимерными гравитонами, поведение которых четко описывается уравнениями Эйнштейна», — объясняет специалист.
Таким образом, ученые из Венского технического университета устранили несоответствия между старыми методами расчетов и современными компьютерными симуляциями, открыв новые горизонты для будущих исследований и экспериментов с тензорными мезонами.
Фото: hi-tech.mail.ru