Un gruppo di scienziati che lavorava al Large Hadron Collider (LHC) del CERN (European Organization for Nuclear Research), durante l'esperimento ATLAS, ha dimostrato l'esistenza di un fenomeno chiamato light scattering by light. Il fenomeno consiste nell'interazione quantistica di due fasci di fotoni, per cui un raggio di luce viene in qualche modo "rifratto" dall'altro, come se fossero solidi. L'articolo dei ricercatori è stato pubblicato sulla rivista Nature Physics, brevemente sulla scoperta racconta la pubblicazione ScienceAlert.
Secondo i concetti classici, le onde elettromagnetiche passano l'una attraverso l'altra senza ostacoli. Tuttavia, nel 1936, i fisici tedeschi Hans Heinrich Euler e Werner Heisenberg predissero che due fotoni avrebbero potuto entrare in collisione e interagire tra loro. In condizioni normali, questo effetto è invisibile, ma può essere rilevato utilizzando particelle ad alta energia.
Gli scienziati hanno disperso i nuclei di piombo nel tubo acceleratore a velocità prossime alla luce (relativistiche). La carica positiva degli atomi privi di elettroni forma un campo elettrostatico, che ad alte velocità si trasforma in un campo elettromagnetico, cioè in una densa nuvola di fotoni. I nuclei di piombo che si muovono in direzioni opposte non interagiscono direttamente, ma nel corso di collisioni ultraperiferiche, quando nuvole di particelle si colpiscono. Secondo la teoria, in questo caso, i fotoni di nuvole diverse sono sparsi l'uno sull'altro, il che genera nuove particelle, che il rivelatore ATLAS dovrebbe registrare.
In totale, il rilevatore ha registrato quattro miliardi di diverse interazioni tra particelle. Gli scienziati hanno effettuato la selezione necessaria e identificato 13 eventi coerenti con il quadro della diffusione della luce nella luce. Allo stesso tempo, la quota di processi estranei che creano lo sfondo e possono rendere i dati inaffidabili è stata di soli 2,6 eventi. I principali parametri di processo, inclusa la sezione trasversale (prossimità delle particelle in collisione) e la massa invariante (l'esponente della dispersione delle particelle), sono coerenti con le previsioni del Modello Standard.
Il Modello Standard è una teoria che descrive tutta la varietà di particelle e le loro interazioni. Prevede vari processi subatomici e le loro proprietà, che sono confermati in esperimenti sugli acceleratori, incluso l'LHC.
