«Это знаковый результат: первое прямое свидетельство взаимодействия света с самим собой при высоких энергиях», — говорит Дэн Тови, координатор по физике ATLAS. «Это явление невозможно в классических теориях электромагнетизма; следовательно, этот результат является чувствительной проверкой нашего понимания КЭД, квантовой теории электромагнетизма».Прямые доказательства рассеяния света на свете при высоких энергиях оставались неуловимыми в течение десятилетий — до тех пор, пока в 2015 году не начался второй запуск Большого адронного коллайдера. Поскольку ускоритель сталкивался с ионами свинца с беспрецедентной частотой столкновений, были получены доказательства рассеяния света на свете стало реальной возможностью. «Это измерение вызывало большой интерес у физиков тяжелых ионов и высоких энергий в течение нескольких лет, поскольку расчеты нескольких групп показали, что мы можем получить значительный сигнал, изучая столкновения ионов свинца в тесте 2», — говорит Питер Стейнберг. , Организатор группы ATLAS по физике тяжелых ионов.Столкновения тяжелых ионов обеспечивают уникальную чистую среду для изучения рассеяния света на свету.
Когда сгустки ионов свинца ускоряются, генерируется огромный поток окружающих фотонов. Когда ионы встречаются в центре детектора ATLAS, сталкиваются очень немногие, но окружающие их фотоны могут взаимодействовать и рассеиваться друг от друга. Эти взаимодействия известны как «ультрапериферийные столкновения».
Изучив более 4 миллиардов событий, зарегистрированных в 2015 году, коллаборация ATLAS нашла 13 кандидатов на рассеяние света. Этот результат имеет значение 4,4 стандартных отклонения, что позволяет коллаборации ATLAS сообщить о первых прямых доказательствах этого явления при высоких энергиях.
«Поиск свидетельств этой редкой сигнатуры потребовал разработки нового чувствительного« триггера »для детектора ATLAS», — говорит Стейнберг. «Результирующая сигнатура — два фотона в пустом детекторе — почти диаметрально противоположна чрезвычайно сложным событиям, которые обычно ожидаются от столкновений ядер свинца. Успех нового триггера в выборе этих событий демонстрирует мощь и гибкость системы, поскольку а также навыки и знания аналитических и триггерных групп, которые разработали и разработали его ».Физики ATLAS будут продолжать изучать рассеяние света на свете во время предстоящего запуска тяжелых ионов на LHC, запланированного на 2018 год.
Дополнительные данные еще больше улучшат точность результата и могут открыть новое окно для исследований новой физики. Кроме того, изучение ультрапериферийных столкновений должно сыграть большую роль в программе тяжелых ионов на LHC, поскольку частота столкновений еще больше возрастает в прогоне 3 и далее.