強激光(guāng)實驗首次展示光(guāng)讓電子速度減慢(màn)

2018-02-09

       據物(wù)理(lǐ)學家組織網7日報道,英國團隊用(yòng)超強激光(guāng)照(zhào)射電子,首次在實驗室展示了(le)光(guāng)讓電子速度減慢(màn)的(de)輻射反應,這(zhè)揭示了(le)超越經典物(wù)理(lǐ)的(de)動力學,并暗示量子效應的(de)存在,有助于科學家更好地理(lǐ)解宇宙内某些最極端環境中發生的(de)現象以及量子電動力學。

  當光(guāng)線照(zhào)射一個(gè)物(wù)體時(shí),一些光(guāng)會從物(wù)體表面散射回來(lái),但如果物(wù)體移動速度夠快(kuài),且光(guāng)線夠強,就會發生奇怪的(de)事情。例如,電子會劇烈搖晃,速度放慢(màn),因爲它們輻射出了(le)太多(duō)能量,這(zhè)一過程被稱爲“輻射反應”。科學家認爲,這(zhè)種反應出現在黑(hēi)洞和(hé)類星體等物(wù)體周圍,因此,能在實驗室測量輻射反應,将幫助他(tā)們更好地理(lǐ)解宇宙内某些最極端環境中發生的(de)現象。

  現在,由英國帝國理(lǐ)工學院科學家領導的(de)研究小組,通(tōng)過讓一束比太陽表面的(de)光(guāng)亮千萬億倍的(de)激光(guāng)與一束高(gāo)能電子發生碰撞,首次在實驗室觀察到了(le)輻射反應。研究發表在8日出版的(de)《物(wù)理(lǐ)評論X》上。

  研究人(rén)員(yuán)解釋稱,從一個(gè)接近光(guāng)速運動物(wù)體反射的(de)光(guāng)子的(de)能量會增加,因此,在最新實驗的(de)極端條件下(xià),反射光(guāng)會從光(guāng)譜的(de)可(kě)見光(guāng)部分(fēn)轉變成高(gāo)能伽馬射線。研究作者、帝國理(lǐ)工學院物(wù)理(lǐ)系斯圖爾特·芒格斯博士說:“當我們檢測到非常明(míng)亮的(de)高(gāo)能伽馬射線輻射時(shí),我們知道,激光(guāng)束和(hé)電子束發生了(le)對(duì)撞。我們還(hái)發現,成功碰撞電子的(de)能量低于預期,這(zhè)是輻射反應的(de)明(míng)顯證據。這(zhè)表明(míng),電子被一片不足一根頭發絲厚度的(de)光(guāng)線有效阻礙了(le)。”

  此外,實驗數據也(yě)與基于量子電動力學原理(lǐ)的(de)理(lǐ)論模型(而非麥克斯韋方程)更好地吻合,可(kě)幫助科學家更好地理(lǐ)解量子電動力學,這(zhè)些實驗也(yě)成爲量子領域高(gāo)強度激光(guāng)研究的(de)基礎。

  研究人(rén)員(yuán)還(hái)指出,他(tā)們計劃明(míng)年以更高(gāo)強度或更高(gāo)能量電子束進行更多(duō)實驗,對(duì)這(zhè)項研究進行證實。


      來(lái)源:科技日報

 

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