LHC detecta luz desviando luz

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Diagrama ilustrando a interação luz pela luz e a equivalente aproximação dos fótons. [Imagem: ATLAS Collaboration]

Luz que desvia luz

A Colaboração ATLAS, uma equipe internacional responsável por um dos quatro grandes detectores do LHC, anunciou ter detectado pela primeira vez uma interferência na luz gerada pela própria luz.

O fenômeno consiste em um fóton, que não tem massa detectável, chocando-se com outro, ocasionando um desvio na trajetória de ambos.

Embora prevista pela teoria quântica, a dispersão da luz pela luz nunca havia sido observada.

"Este resultado é um marco: é a primeira evidência direta da luz interagindo consigo mesma em altas energias. Este fenômeno é impossível nas teorias clássicas do eletromagnetismo; consequentemente, esse resultado fornece um teste sensível para a nossa compreensão da teoria quântica do eletromagnetismo," disse o físico Dan Tovey.

Dispersão luz-luz

O fenômeno foi visto conforme "pacotes" de íons de chumbo são acelerados ao longo dos 27 km do anel do LHC. Nesse processo de aceleração, cria-se um enorme fluxo de fótons ao redor dos pacotes. Quando os pacotes de íons vindos dos dois lados do anel finalmente se encontram, no centro do detector ATLAS, muito poucos colidem realmente.

Contudo, a expectativa era que os incontáveis fótons ao redor dos pacotes pudessem interagir, o que os físicos chamam de "colisões ultraperiféricas".

E foi o que aconteceu - ao menos em 13 ocasiões dos 4 bilhões de eventos estudados. Com isto, foi possível atribuir uma "nota" de 4,4 sigmas à interação luz-luz, o que fez com que o LHC anunciasse o resultado como a primeira evidência desse fenômeno em altas energias.

Os físicos do ATLAS continuarão a estudar a dispersão luz-luz durante a próxima corrida de íons pesados do LHC, prevista para 2018. Mais dados melhorarão ainda mais a precisão do resultado e poderão abrir uma nova janela para estudos de uma física além do modelo padrão atualmente aceito.

Bibliografia:

Evidence for light-by-light scattering in heavy-ion collisions with the ATLAS detector at the LHC
ATLAS Collaboration
Nature Physics
DOI: 10.1038/nphys4208