牛津物理学家首次模拟量子“黑暗中的光”

科学家首次创建了激光如何改变量子真空的实时 3D 模拟。牛津大学的科学家与里斯本大学的高级技术研究所合作,利用尖端的计算模型,成功地进行了首次实时三维模拟,展示了强大的激光束如何改变“量子真空”。 [...]

来源:SciTech日报
实验室中光子-光子散射的图示。两束绿色拍瓦激光束在焦点处与第三束红色光束碰撞,使量子真空偏振。这使得第四束蓝色激光束能够产生,具有独特的方向和颜色,从而节省了动量和能量。图片来源:张子鑫(Lily)。

科学家首次创建了激光如何改变量子真空的实时 3D 模拟。

牛津大学的科学家与里斯本大学的高级技术研究所合作,利用尖端的计算模型,成功地进行了首次实时三维模拟,展示了强大的激光束如何改变“量子真空”。

牛津大学

这种真空曾经被认为是完全空的,现在通过量子物理学被理解为充满了转瞬即逝的虚拟电子和正电子对。

该团队的模拟生动地捕捉了量子物理学中一种奇怪的、长期理论化的效应,称为真空四波混频。根据这种现象,当三个激光脉冲精确聚焦时,它们的组合电磁场可以使真空中的虚拟粒子极化。

这种相互作用导致光子像台球一样相互散射,从而在研究人员所描述的“来自黑暗的光”过程中产生第四束光束。这些模拟事件可能提供一种新的方法来探索极高能级的未经测试的物理领域。

“这不仅仅是一种学术好奇心,它是量子效应实验证实的重要一步,迄今为止,量子效应主要是理论上的,”研究合著者、牛津大学物理系教授彼得·诺里斯 (Peter Norreys) 说。

超强激光的新时代

模拟是使用 OSIRIS 的高级版本进行的,OSIRIS 是一种模拟软件包,可以模拟激光束与物质或等离子体之间的相互作用。

等离子

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