物理学家发现了光碰撞产生物质的最有力证据

　　根据理论，如果你把两个光子狠狠地撞在一起，你就能产生物质：电子正电子对。根据爱因斯坦的狭义相对论，光转化为质量。
　　它被称为布雷特惠勒（BreitWheeler）过程，由GregoryBreit和JohnA。Wheeler在1934年首次提出，我们有充分的理由相信它会起作用。
　　但是，直接观察只涉及两个光子的纯现象仍然是难以实现的，主要是因为光子需要极高的能量（即伽马射线），而我们还没有制造伽马射线激光器的技术。
　　现在，布鲁克海文国家实验室的物理学家表示，他们已经找到了一种方法，利用该实验室的相对论重离子对撞机（RHIC）绕过这个障碍，从而直接观察了BreitWheeler过程。
　　布鲁克海文实验室的物理学家说道：在当时，布雷特和惠勒已经意识到这几乎是不可能做到的，那时激光甚至还不存在！但是，布雷特和惠勒提出了一个替代方案：加速重离子。他们的替代方案正是现在我们在RHIC所做的。
　　但是加速离子与光子碰撞有什么关系呢？好吧，我们可以解释一下。
　　正如对撞机的名称所暗示的那样，该过程涉及加速离子原子核被剥夺了电子。因为电子带负电荷，而质子（在原子核内）带正电荷，剥离它会使原子核带正电荷。元素越重，它拥有的质子越多，生成的离子的正电荷就越强。
　　该团队使用了包含79个质子和强大电荷的金离子。当金离子被加速到非常高的速度时，它们会产生一个圆形磁场，其强度可以与对撞机中的垂直电场一样强大。在它们相交的地方，这些相等的场可以产生电磁粒子或光子。
　　物理学家解释道：所以，当离子以接近光速的速度运动时，金核周围会有一堆光子，像云一样随它移动。
　　在RHIC中，离子被加速到相对论速度，即接近光速。在这个实验中，金离子被加速到光速的99。995。
　　这就是奇迹发生的地方：当两个离子彼此擦肩而过时，它们的两个光子云可以相互作用并碰撞。碰撞本身无法被检测到，但由此产生的电子正电子对可以被检测到。
　　然而，仅仅探测到电子正电子对是不够的。
　　上图：这张图显示了金离子险些相撞时如何产生光子碰撞。
　　这是因为电磁相互作用产生的光子是虚拟光子，短暂地出现和消失，没有与真实光子相同的质量。要成为一个真正的BreitWheeler过程，两个真正的光子需要碰撞不是两个虚光子，也不是一个虚光子和一个实光子。
　　在离子的相对论速度下，虚拟粒子的行为就像真实的光子。值得庆幸的是，物理学家可以通过一种方法判断BreitWheeler过程产生了哪些电子正电子对：碰撞产生的电子和正电子之间的角度。
　　每种类型的碰撞：虚拟虚拟、虚拟真实和真实真实，可以根据产生的两个粒子之间的角度来识别。因此，研究人员检测并分析了实验过程中产生的6000多个正负电子对的角度。
　　他们发现这些角度与真实光子之间的碰撞是一致的：BreitWheeler过程在起作用。
　　布鲁克海文实验室的物理学家表示：我们还测量了系统的所有能量、质量分布和量子数。它们与真实光子会发生什么的理论计算是一致的。正如布雷特和惠勒最初预测的那样，我们的结果为通过光的碰撞直接一步创造物质反物质对提供了明确的证据。
　　这个论点可以非常合理地提出，在我们碰撞接近伽马射线能量的光子之前，我们不会直接第一次检测到纯的单光子光子BreitWheeler过程。
　　尽管如此，该团队的工作还是非常引人注目的。至少，它表明我们正在与布雷特和惠勒建立了正确的关系。
　　物理学家们将继续密切关注这个空间。
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