英國團隊用超強激光照射電子，首次在實驗室展示了光讓電子速度減慢的輻射反應(yīng)，這揭示了超越經(jīng)典物理的動力學，并暗示量子效應(yīng)的存在，有助于科學家更好地理解宇宙內(nèi)某些最極端環(huán)境中發(fā)生的現(xiàn)象以及量子電動力學。

當光線照射一個物體時，一些光會從物體表面散射回來，但如果物體移動速度夠快，且光線夠強，就會發(fā)生奇怪的事情。例如，電子會劇烈搖晃，速度放慢，因為它們輻射出了太多能量，這一過程被稱為“輻射反應(yīng)”。科學家認為，這種反應(yīng)出現(xiàn)在黑洞和類星體等物體周圍，因此，能在實驗室測量輻射反應(yīng)，將幫助他們更好地理解宇宙內(nèi)某些最極端環(huán)境中發(fā)生的現(xiàn)象。

現(xiàn)在，由英國帝國理工學院科學家領(lǐng)導的研究小組，通過讓一束比太陽表面的光亮千萬億倍的激光與一束高能電子發(fā)生碰撞，首次在實驗室觀察到了輻射反應(yīng)。研究發(fā)表在8日出版的《物理評論X》上。

研究人員解釋稱，從一個接近光速運動物體反射的光子的能量會增加，因此，在最新實驗的極端條件下，反射光會從光譜的可見光部分轉(zhuǎn)變成高能伽馬射線。研究作者、帝國理工學院物理系斯圖爾特·芒格斯博士說：“當我們檢測到非常明亮的高能伽馬射線輻射時，我們知道，激光束和電子束發(fā)生了對撞。我們還發(fā)現(xiàn)，成功碰撞電子的能量低于預期，這是輻射反應(yīng)的明顯證據(jù)。這表明，電子被一片不足一根頭發(fā)絲厚度的光線有效阻礙了。”

此外，實驗數(shù)據(jù)也與基于量子電動力學原理的理論模型(而非麥克斯韋方程)更好地吻合，可幫助科學家更好地理解量子電動力學，這些實驗也成為量子領(lǐng)域高強度激光研究的基礎(chǔ)。

研究人員還指出，他們計劃明年以更高強度或更高能量電子束進行更多實驗，對這項研究進行證實。