Cette simulation montre une nouvelle manière proposée de faire entrer en collision deux faisceaux d'électrons sphériques. Il pourrait permettre aux scientifiques de tester QED, la théorie qui décrit les interactions de la lumière et de la matière, dans des champs électromagnétiques extrêmement puissants (zones rouges). De telles expériences pourraient explorer des phénomènes intrigants, y compris la collision de faisceaux de rayons gamma denses (jaunes) produits lors de la collision électron-électron. Crédit: Lettres d'examen physique
Une nouvelle idée pour écraser des faisceaux de particules élémentaires les uns dans les autres pourrait révéler comment la lumière et la matière interagissent dans des conditions extrêmes pouvant exister à la surface d'objets astrophysiques exotiques, dans de puissants éclats de lumière cosmiques et explosions d'étoiles, dans les collisionneurs de particules de nouvelle génération et à chaud, plasma de fusion dense.
La plupart de ces interactions dans la nature sont décrites avec beaucoup de succès par une théorie connue sous le nom d'électrodynamique quantique (QED). Cependant, la forme actuelle de la théorie n'aide pas à prédire les phénomènes dans des champs électromagnétiques extrêmement grands. Dans un article récent de Lettres d'examen physique , des chercheurs du SLAC National Accelerator Laboratory du ministère de l'Énergie et leurs collègues ont suggéré un nouveau concept de collisionneur de particules qui nous permettrait d'étudier ces effets extrêmes.
Les champs extrêmes sapent l'énergie des collisions de faisceaux de particules - une perte indésirable qui est généralement atténuée en regroupant les particules en relativement longues, paquets plats et en contrôlant l'intensité du champ électromagnétique. Au lieu, la nouvelle étude suggère de rendre les paquets de particules si courts qu'ils n'auraient pas assez de temps pour perdre de l'énergie. Un tel collisionneur offrirait l'occasion d'étudier les effets intrigants associés aux champs extrêmes, y compris la collision de photons émergeant des faisceaux de particules.
L'étude était une collaboration de chercheurs du SLAC; Université de Princeton; Université de Lisbonne, Le Portugal; Université de Düsseldorf, Allemagne; et Université nationale de recherche nucléaire MEPhI, Russie. Certaines parties de ce projet ont été financées par une bourse du programme de recherche en début de carrière du DOE Office of Science. Un atelier sur l'exploration de la QED en champ extrême et les phénomènes physiques qu'elle crée se tiendra au SLAC à la fin de l'été.
