Nell’interazione i fotoni modificano energia, impulso e direzione

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Osservato il primo ‘dialogo’ tra due particelle di luce. Fenomeno non previsto da elettromagnetismo classico.  Per la prima volta sono state osservate due particelle di luce ‘dialogare’ tra loro, modificando il loro impulso, l’energia e la direzione. Il fenomeno, descritto sulla rivista Nature Physics e annunciato dal Cern di Ginevra e dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) sul suo sito, e’ stato osservato da Atlas, uno degli esperimenti del piu’ grande acceleratore di particelle del mondo, il Large Hadron Collider (Lhc) ed e’ un risultato molto significativo perche’ l’interazione fra particelle di luce (fotoni) non e’ prevista dalla teoria classica dell’elettromagnetismo e rappresenta una delle prime previsioni dell’elettrodinamica quantistica (QED).

“Questo risultato e’ molto importante: e’ la prima prova diretta che la luce interagisce con se stessa alle alte energie”, ha osservato Marina Cobal, coordinatore per l’Infn dell’esperimento Atlas. “Questo fenomeno – ha aggiunto – non e’ contemplato dall’elettromagnetismo classico e quindi quanto osservato fornisce una significativa prova della nostra comprensione della teoria quantistica dell’elettromagnetismo”.

Per ottenere questa prova si e’ dovuto aspettare a lungo. Si riteneva da tempo che sarebbe stato possibile riuscire a osservare il fenomeno alle energie altissime raggiunge dall’acceleratore Lhc nella nuova fase di attivita’ e e speranze non sono andate deluse: i dati raccolti nel 2015, quando nell’acceleratore si sono scontrati ioni di piombo a energie senza precedenti, hanno portato al risultato.

Quando pacchetti di ioni di piombo sono accelerati, infatti, si genera intorno a essi un enorme flusso di fotoni. Quando poi gli ioni si incontrano al centro del rivelatore Atlas, sono solo pochi gli ioni che effettivamente collidono, ma i fotoni vicini possono interagire l’uno con l’altro, cominciando a interagire fra loro. Per arrivare a questo risultato e’ stato necessario studiare oltre 4 miliardi di eventi. L’esperimento continuerà a studiare il fenomeno durante il 2018.

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