光與光的量子對決:改寫物理法則的隱形戰爭
科技
08-08
科學家近期在量子物理領域有了驚人發現——光竟然能以詭異的方式自我互動,創造出如幽靈般短暫存在的虛擬粒子。這項被稱為「光與光散射」的現象,絕非只是理論奇談,更可能是解開粒子物理百年謎題的鑰匙。
按照傳統電動力學觀點,兩道光束本該互不幹擾地穿透彼此,就像科幻電影中那些炫目的雷射對決,在現實中其實平淡無奇。然而量子物理學卻顛覆了這個認知:在歐洲核子研究組織(CERN)這類高能實驗環境中,科學家確實觀測到虛擬粒子從真空中短暫現身,與光子相互作用並改變其軌跡。
維也納工業大學(TU Wien)團隊最新研究揭露,過去被嚴重低估的「張量介子」在此過程中扮演關鍵角色。當光子相互碰撞時,可能暫時轉化為電子-正子對,而更複雜的情況會產生受強核力約束的介子——由夸克與反夸克組成的複合粒子。論文主要作者Jonas Mager指出:「張量介子不僅影響強度超乎預期,其作用方向更與先前假設完全相反。」
研究團隊採用革命性的「全息量子色動力學」方法,將四維時空中的夸克作用對映到五維重力空間求解。這種創新手法成功化解去年理論計算與電腦模擬間的矛盾,更為驗證粒子物理標準模型提供新工具。正如團隊成員Anton Rebhan所說:「我們現在擁有相互吻合的計算與模擬結果,這將加速後續針對張量介子的實驗驗證。」
這項突破對當代物理學最核心的課題——「粒子標準模型的可靠性」具有深遠意義。特別是在緲子磁矩的精密測量中,科學家數十年來始終無法確定理論與實驗的微小差異,究竟暗示著超越標準模型的新物理,還是單純的計算誤差。最新研究正為這個關鍵問題提供更精確的理論框架,讓人類距離「終極物理法則」更近一步。