強激光實驗首次證明光可阻礙電子

據物理學家組織網7日報道，英國團隊用超強激光照射電子，首次在實驗室展示了光讓電子速度減慢的輻射反應，這揭示了超越經典物理的動力學，並暗示量子效應的存在，有助於科學家更好地理解宇宙內某些最極端環境中發生的現象以及量子電動力學。

當光線照射一個物體時，一些光會從物體表面散射回來，但如果物體移動速度夠快，且光線夠強，就會發生奇怪的事情。例如，電子會劇烈搖晃，速度放慢，因為它們輻射出了太多能量，這一過程被稱為「輻射反應」。科學家認為，這種反應出現在黑洞和類星體等物體周圍，因此，能在實驗室測量輻射反應，將幫助他們更好地理解宇宙內某些最極端環境中發生的現象。

現在，由英國帝國理工學院科學家領導的研究小組，通過讓一束比太陽表面的光亮千萬億倍的激光與一束高能電子發生碰撞，首次在實驗室觀察到了輻射反應。研究發表在8日出版的《物理評論X》上。

研究人員解釋稱，從一個接近光速運動物體反射的光子的能量會增加，因此，在最新實驗的極端條件下，反射光會從光譜的可見光部分轉變成高能伽馬射線。研究作者、帝國理工學院物理系斯圖爾特·芒格斯博士說：「當我們檢測到非常明亮的高能伽馬射線輻射時，我們知道，激光束和電子束髮生了對撞。我們還發現，成功碰撞電子的能量低於預期，這是輻射反應的明顯證據。這表明，電子被一片不足一根頭髮絲厚度的光線有效阻礙了。」

此外，實驗數據也與基於量子電動力學原理的理論模型（而非麥克斯韋方程）更好地吻合，可幫助科學家更好地理解量子電動力學，這些實驗也成為量子領域高強度激光研究的基礎。

研究人員還指出，他們計劃明年以更高強度或更高能量電子束進行更多實驗，對這項研究進行證實。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！