Nyt kollider -koncept ville tage kvante -teorier til et ekstremt

En ny idé om at smadre bjælker af elementarpartikler til hinanden kunne afsløre, hvordan lys og stof interagerer under ekstreme forhold, der kan eksistere på overflader af eksotiske astrofysiske objekter, i kraftige kosmiske lysudbrud og stjerneeksplosioner, i næste generations partikelkolliderer og i varme, tæt fusionsplasma.

De fleste sådanne interaktioner i naturen er meget vellykket beskrevet af en teori kendt som kvanteelektrodynamik (QED). Imidlertid, den nuværende form for teorien hjælper ikke med at forudsige fænomener i ekstremt store elektromagnetiske felter. I et nyligt papir i Fysisk gennemgangsbreve , forskere fra Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory og deres kolleger har foreslået et nyt partikelkollider -koncept, der ville give os mulighed for at studere disse ekstreme effekter.

Ekstreme felter sap energi fra kolliderende partikelstråler - et uønsket tab, der typisk afbødes ved at bundte partikler til relativt lange, flade bundter og holde styr på det elektromagnetiske felt i skak. I stedet, den nye undersøgelse foreslår at gøre partikelbundter så korte, at de ikke ville have tid nok til at miste energi. En sådan kolliderer ville give mulighed for at studere spændende effekter forbundet med ekstreme felter, herunder kollision af fotoner, der kommer fra partikelstrålerne.

Undersøgelsen var et samarbejde mellem forskere på SLAC; Princeton University; Lissabons universitet, Portugal; Universitetet i Düsseldorf, Tyskland; og National Research Nuclear University MEPhI, Rusland. Dele af dette projekt blev finansieret gennem en DOE Office of Science Early Career Research Program -pris. En workshop om udforskning af ekstreme felter og de fysiske fænomener, den skaber, vil blive afholdt på SLAC i sensommeren.