Los físicos del experimento ATLAS en el CERN han encontrado la primera evidencia directa de dispersión de luz por luz de alta energía, un proceso muy raro en el que dos fotones, partículas de luz, interactúan y cambian de dirección. El resultado, publicado hoyen Nature Physics, confirma una de las predicciones más antiguas de electrodinámica cuántica QED.
"Este es un resultado histórico: la primera evidencia directa de que la luz interactúa consigo misma a alta energía", dice Dan Tovey, Coordinador de Física de ATLAS. "Este fenómeno es imposible en las teorías clásicas del electromagnetismo; por lo tanto, este resultado proporciona una prueba sensible denuestra comprensión de QED, la teoría cuántica del electromagnetismo "
La evidencia directa de la dispersión de luz por luz a alta energía había demostrado ser esquiva durante décadas, hasta que comenzó la segunda carrera del Gran Colisionador de Hadrones en 2015. Cuando el acelerador colisionó con iones de plomo a tasas de colisión sin precedentes, obteniendo evidencia de luz por-la dispersión de la luz se convirtió en una posibilidad real ". Esta medición ha sido de gran interés para las comunidades de física de iones pesados y de alta energía durante varios años, ya que los cálculos de varios grupos mostraron que podríamos lograr una señal significativa al estudiar colisiones de iones de plomo enEjecutar 2 ", dice Peter Steinberg, coordinador del grupo de física de iones pesados de ATLAS.
Las colisiones de iones pesados proporcionan un entorno limpio único para estudiar la dispersión de luz por luz. A medida que se aceleran los racimos de iones de plomo, se genera un flujo enorme de fotones circundantes. Cuando los iones se encuentran en el centro del detector ATLAS, muy pocoscolisionan, sin embargo, sus fotones circundantes pueden interactuar y dispersarse entre sí. Estas interacciones se conocen como 'colisiones ultraperiféricas'.
Estudiando más de 4 mil millones de eventos tomados en 2015, la colaboración de ATLAS encontró 13 candidatos para la dispersión de luz por luz. Este resultado tiene un significado de 4.4 desviaciones estándar, permitiendo que la colaboración de ATLAS reporte la primera evidencia directa de este fenómeno enenergia alta.
"Encontrar evidencia de esta rara firma requirió el desarrollo de un nuevo 'disparador' sensible para el detector ATLAS", dice Steinberg. "La firma resultante - dos fotones en un detector vacío de otro modo - es casi el opuesto diametral deleventos tremendamente complicados que generalmente se esperan de colisiones de núcleos principales. El éxito del nuevo disparador en la selección de estos eventos demuestra el poder y la flexibilidad del sistema, así como la habilidad y experiencia de los grupos de análisis y disparadores que lo diseñaron y desarrollaron ".
Los físicos de ATLAS continuarán estudiando la dispersión de luz por luz durante la próxima carrera de iones pesados del LHC, programada para 2018. Más datos mejorarán aún más la precisión del resultado y pueden abrir una nueva ventana a los estudios de nueva física.Además, el estudio de colisiones ultraperiféricas debería desempeñar un papel más importante en el programa de iones pesados del LHC, ya que las tasas de colisión aumentan aún más en la Carrera 3 y más allá.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por CERN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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