A jelenség a kvantum elektrodinamika, azaz az elektromágnesesség kvantumelméleti területének egyik legrégebbi jóslata. A Nature Physics folyóiratban bemutatott új tanulmányban a szakértők azt írják, több mint 4 milliárd 2015-ben dokumentált esetet vizsgáltak meg, ezek közt 13 potenciális foton-kölcsönhatást találtak.
A jelenség évtizedeken át kerülhette el a tudósok figyelmét. Az új érzékelés is csak az ATLAS, a nagy hadronütköztető gyűrű (LHC) egyik részecskedetektorának köszönhetően valósulhatott meg. Korábbi számítások azt mutatták, hogy az eszköz nehézion-ütközések során kimutathatja a fotonok kölcsönhatásának nyomait.
Normál esetben a nehézionokat arra használják, hogy az Univerzum legextrémebb körülményeit tanulmányozzák – például az ősrobbanás utáni időszakot. Az efféle jelenségek megfigyelése azonban nehéz, ezért a szakértők úgy döntöttek, egyéb eseményeket kezdenek el vizsgálni a nehézion-ütköztetési kísérletekben. Így fedezték fel, hogy a nehézionok körüli fotonok képesek hirtelen kölcsönhatásba lépni egymással, illetve lepattanni egymásról.
Peter Steinberg, az ATLAS nehézionokkal foglalkozó csoportjának tagja szerint a ritka jelenség nyomának megtalálásához az ATLAS detektorának továbbfejlesztése kellett. A kísérletben ólommagokat ütköztettek egymással, a lezajló esemény – a két fényrészecske ütközése – éppen ellentétes volt azzal, ami hasonló kísérletekkor elvárható lenne. A fejlesztett detektor sikere a rendszer ereje és rugalmassága mellett a szakmai stáb képességeit is demonstrálta.
Jelenleg 99.9989 százalékos bizonyossággal mondható ki, hogy az érzékelés valós volt. Jövőre remélhetőleg finomítani tudnak majd a számon, amikor az LHC-ben ismét megindulnak a nehézion-ütköztetések.
Ez az eredmény mérföldkő, az első közvetlen bizonyíték a fény önmagával történő interakciójára magas energián
– mondta Dan Tovey, az ATLAS fizikai koordinátora. A szakértő hozzátette, a klasszikus fizikában a jelenség lehetetlen lenne, ezért az eredmény érzékeny tesztet biztosít a kvantum elektrodinamika számára.
Az új adatok minden bizonnyal hozzá fognak járulni az előrejelzések pontosításához, és talán új és váratlan fizikai események megfigyelésében is segíthetnek.
