双光子物理学

✍ dations ◷ 2025-06-08 21:53:12 #粒子物理学

双光子物理(Two-photon physics)(又称双伽马物理)是粒子物理学中描述两个光子间相互作用的一个分支。一般来说,光束在发生交叉时并不会发生扰动。在一些特定的光学材料中,如果光束的强度足够高,那么这些光束就可以通过一系列的非线性效应彼此影响。在纯真空的环境中,如果双光子系统的质心能量足够大,那么就会发生由光引起的较弱的光散射。另外,如果该能量高于某一阈值(英语:Schwinger limit),部分能量就会转化为新的物质。

由于双光子散射的原因,可观测的伽马射线谱的能量都会低于7001800000000000000♠80 TeV。造成散射的光子通常来自宇宙微波背景辐射。在两个光子的不变质量静止的参考系中,两个光子都是具有足以产生电子-反电子对能量的γ射线。

双光子物理学可以借助高能粒子对撞机来进行研究,其中加速的粒子并不是光子本身,而是可以辐射光子的带电粒子。欧洲核子研究组织的大型电子正子对撞机曾进行过相关研究。如果横向(英语:Transverse mass)动量发生移动且挠度足够大时,所产生的电子中的一个甚或是两个都有可能被探测到。另外一些在相互作用中产生的粒子会被大型粒子探测器追踪,以重建相互作用的整体过程。

双光子相互作用还常通过像金、铅这样的重离子发生的超周边碰撞来研究。在这种碰撞中,发生碰撞的离子的核并不会相互接触,也就是说撞击参数 b {\displaystyle b} 会比核半径之和要大。构成核子的夸克间的强相互作用会被大大压缩,使得较弱的电磁 γ γ {\displaystyle \gamma \gamma } 相互作用更易被观察到。

由光引起的光散射到目前为止尚没有被直接观测到。截至2012年,有关弹性光子-光子散射截面约束最好的观测结果是由PVLAS(英语:PVLAS)得到的,其报告的上限远高于标准模型的预测。有些研究者提议利用大型强子对撞机在强电磁场中观测弹性散射。所观测到的远大于标准模型预期的散射截面可能是轴子这样的目前仍是假想模型的粒子导致的。

依据量子电动力学,由于不带电荷,光子间并不能直接耦合,但它们可以通过更为高阶的过程发生相互作用。一个光子可以在不确定性原理所要求的范围内涨落成为费米子-反费米子对,并由此与另一个发生此过程的光子耦合。其中的费米子可以是轻子或夸克。因而双光子物理学的实验可以用来探测光子的结构(英语:Photon structure function)。

散射可以通过以下三种过程进行:

对于后两种情况,相互作用的强耦合常数都较大。这种现象叫作“矢量介子主导”,是非微扰量子色动力学的一种模型。

相关

  • 富士通富士通公司(日语:富士通株式会社,英语:Fujitsu Limited)是一家源自于日本的综合跨国电子制造公司与信息技术(ICT)服务公司。总部位于东京。该公司主要产品为各类通信系统、信息处
  • 人工降雨人工降雨或人造雨(英语:rainmaking或cloud seeding),是指在天上有云的情况下,通过人工手段催化降雨。一般是通过降低云层中的温度,使云中小水滴凝聚形成大水滴,从而实现降雨。人工
  • 凯县(英语:Kay County, Oklahoma)是美国奥克拉荷马州北部的一个县,北邻堪萨斯州,面积2,448平方公里。根据2010年人口普查,本县共有人口46,562人。本县县治为纽柯克(Newkirk)。凯县一
  • 罗符辛氏征罗符辛氏征的命名是基于丹麦的外科医师 Niels Thorkild Rovsing。这是阑尾炎的征象;当检查者施压于病人的左下腹时,病人右下腹会感觉较左下腹更为疼痛,即称为阳性 罗符辛氏征。
  • 保送入学《保送入学》()是一部1983年保罗·布里克曼(英语:Paul Brickman)所主导的美国青春喜剧电影,由汤姆·克鲁斯与瑞贝卡·德·莫妮与西恩潘主演。叙术美国有一青年异想天开,竟趁家人外
  • 喜帖喜帖,是即将结婚的新人所印制的邀请函,又称为喜柬。在英语中称为Wedding Invitation。此邀请函上通常印有结婚日期和典礼、婚宴举行时间,通常也会印上男女双方家长的名字。喜帖
  • 窗外有男天《窗外有男天》(英语:)是一部1998年的澳洲剧情片,由安娜·库金诺斯(英语:Ana Kokkinos)导演,改编自克里士铎·济奥卡斯(英语:Christos Tsiolkas)的小说 (英语:Loaded (novel))。阿利克斯·
  • 尸变 (1981年电影)《尸变》(英文:)为美国出产的恐怖电影作品。上映前,美国导演山姆·雷米运用从当地律师与牙医师筹募而来资金35万美金,困难的选择在荒郊野外拍摄,大约历时三个月制作完成。但是,本片
  • 载茯四等侍卫(道光八年~二十二年) 二等侍卫(道光二十二年~?年) 镶白旗总族长(咸丰四年~?年) 正蓝旗总族长(咸丰十一年~?年)奉恩辅国公载茯(1809年11月1日-1862年10月30日),奉恩辅国公奕礼第一子,母妻
  • 约翰·利利约翰·利利(英语:John Lyly,1554年-1606年),文艺复兴时期欧洲作家。以写作《尤弗伊斯:才智之剖析》(1578年出版)而著名,该书是一部散文传奇作品,从它产生了尤弗伊斯体这一术语。同时他