在令人驚訝的量子模擬中從黑暗中擠出光明

三個強大的激光仔細對準可以產(chǎn)生神秘的第四束光，該光束被從黑暗本身中擋出。

當超高電磁場相遇時，我們可能預(yù)期從真空中產(chǎn)生的各種量子效應(yīng)的模擬證實了這聽起來像是神秘力量在起作用。

來自英國牛津大學的研究團隊和葡萄牙的里斯本大學使用半經(jīng)典方程求解器實時和三維模擬量子現(xiàn)象，測試當極強激光脈沖在虛空結(jié)合時會發(fā)生什么的預(yù)測。

“這不僅僅是學術(shù)上的好奇心——它是朝著量子效應(yīng)的實驗確認邁出的重要一步，到目前為止，量子效應(yīng)主要是理論上的?！?a>說牛津物理學家彼得·諾里斯。

激光技術(shù)已經(jīng)走了很長一段路自從它發(fā)明以來有點多半個世紀前.在短短的瞬間集中 PB 級的功率，理論上它們能夠字面意思是震動物質(zhì)脫離了現(xiàn)實本身的結(jié)構(gòu)。

我們認為的空白空間——在量子層面上——是一片充滿可能性的海洋。代表各種物理相互作用的場嗡嗡作響，我們將其視為光的基礎(chǔ)和物質(zhì)本身的組成部分。這些虛擬粒子基本上在幾分之一秒內(nèi)出現(xiàn)和消失。

他們要長期表現(xiàn)出來，所需要的只是正確的身體說服，阻止他們相互抵消;例如，當以適當?shù)姆绞脚帕袝r，一系列強電磁場可能提供的那種說服力。

為了確定對激光功率的預(yù)測是否真的可以從無到有產(chǎn)生一些東西，Norreys 和他的團隊運行了基于數(shù)學在真空中支撐電磁場。

將數(shù)字代入他們的求解器中后發(fā)現(xiàn)，將三個適當強的激光束及其電磁場混合會產(chǎn)生一定程度的偏振，迫使虛擬光子在消失之前分開。稱為四波混合，散射光子將顯示為第四束光。

長期以來，人們一直預(yù)測到這種光子-光子散射是可能的，但迄今為止，在現(xiàn)實中觀察它的嘗試被證明是無效的。

“通過將我們的模型應(yīng)用于三光束散射實驗，我們能夠捕獲所有量子特征，以及對相互作用區(qū)域和關(guān)鍵時間尺度的詳細見解，”說該研究的主要作者、牛津大學的物理學家 Zixin Zhang 教授。

雖然目前這些發(fā)現(xiàn)都是數(shù)字的，但它們確實比以前的模型提供了更物理現(xiàn)實的預(yù)期描述。我們可能也不需要等待那么久，結(jié)果就會受到最終的考驗。

這極輕基礎(chǔ)設(shè)施項目羅馬尼亞目前擁有世界上最先進的高功率激光基礎(chǔ)設(shè)施，在超短光爆發(fā)中已經(jīng)實現(xiàn)了約 10 拍瓦的平均功率。

與此同時，EP-OPAL 項目美國羅切斯特大學正在開發(fā)兩個 25 拍瓦的光束，光子-光子散射實驗已經(jīng)在計劃中。這上海高重復(fù)率 X 射線自由電子激光器和極光設(shè)備中國也希望今年打破記錄，目標是使用其自由電子技術(shù)達到 100 拍瓦。

只使用光子來產(chǎn)生必要的電磁場，希望從黑暗中散射出來的光不會隱藏在其他粒子的迷霧中，最終一勞永逸地證明，在物理學中，可以從無到有中擠出一些東西。

這項研究發(fā)表在通信物理學.

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