Een groep wetenschappers werkzaam bij de Large Hadron Collider (LHC) bij CERN (Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek), tijdens het ATLAS-experiment, bewees het bestaan van een fenomeen dat lichtverstrooiing door licht wordt genoemd. Het fenomeen bestaat uit de kwantuminteractie van twee bundels fotonen, waardoor de ene lichtstraal door de andere enigszins wordt "gebroken", alsof ze vast zijn. Het artikel van de onderzoekers verscheen in het tijdschrift Nature Physics, kort over de ontdekking vertelt de publicatie ScienceAlert.
Volgens klassieke begrippen gaan elektromagnetische golven ongehinderd door elkaar. In 1936 voorspelden de Duitse natuurkundigen Hans Heinrich Euler en Werner Heisenberg echter dat twee fotonen zouden kunnen botsen en met elkaar kunnen interageren. Dit effect is onder normale omstandigheden onzichtbaar, maar kan worden gedetecteerd met behulp van hoogenergetische deeltjes.
Wetenschappers hebben de loden kernen in de versnellingsbuis verspreid tot bijna lichte (relativistische) snelheden. De positieve lading van de atomen zonder elektronen vormt een elektrostatisch veld, dat bij hoge snelheden verandert in een elektromagnetisch veld, dat wil zeggen in een dichte wolk van fotonen. Loodkernen die in tegengestelde richtingen bewegen, hebben geen directe interactie, maar tijdens ultraperifere botsingen, wanneer wolken deeltjes elkaar raken. Volgens de theorie worden in dit geval fotonen uit verschillende wolken over elkaar verstrooid, wat nieuwe deeltjes genereert, die de ATLAS-detector zou moeten registreren.
In totaal registreerde de detector vier miljard verschillende interacties tussen deeltjes. Wetenschappers hebben de nodige selectie gemaakt en 13 gebeurtenissen geïdentificeerd die consistent zijn met het beeld van lichtverstrooiing in licht. Tegelijkertijd was het aandeel van externe processen die de achtergrond creëren en de gegevens onbetrouwbaar kunnen maken, slechts 2,6 gebeurtenissen. De belangrijkste parameters van het proces, inclusief de doorsnede (nabijheid van botsende deeltjes) en invariante massa (de exponent van deeltjesverstrooiing), komen overeen met de voorspellingen van het standaardmodel.
Het standaardmodel is een theorie die alle verschillende deeltjes en hun interacties beschrijft. Het voorspelt verschillende subatomaire processen en hun eigenschappen, die worden bevestigd in experimenten met versnellers, waaronder de LHC.
