رفتار عجیب پرتوهای نور

به گزارش جام جم آنلاین از سیناپرس، نور تأثیر غیرقابل انکاری در زندگی دارد. معمولا تصور ما از نور چیزی شبیه موج است اما این را هم می دانیم که نور در قالب ذراتی موسوم به فوتون جاری می شود.

انیشتین در سال 1905 مقاله ای منتشر کرد که در آن به وجود فوتون ها تأکید شده است. نیم قرن پس از آن رویداد، او در نامه ای به یکی از دوستانش به این واقعیت اشاره کرد که هنوز نمی توان پاسخ روشنی به این پرسش داد که «کوانتوم نور چیست؟» اینکه انیشتین به دنبال ارایه پاسخ روشن و قطعی به این پرسش بوده هنوز برای دانشمندان جای حیرت دارد. 66 سال از انتشار آن نامه گذشته و ما هم نتوانسته ایم به این مفهوم نزدیک شویم.

اما وقتی اشکال جدیدی از رفتار فوتون ها را مشاهده و درک می کنیم به یافتن پاسخی به این پرسش نزدیکتر می شویم.

به طور کلی فوتون ها طیف گسترده و غیرقابل تصوری از رفتارها را بروز می دهند که این به طول موجشان، میزان چگالی فشرده شدنشان، اینکه با چه موادی در ارتباط هستند و همچنین مسیری که سیر می کنند بستگی دارد. لیزرها و فیبرهای نوری تنها دو فناوری شاخص در زمینه ابزارهایی هستند که با استفاده از نور کار کرده و بر زندگی انسانها تأثیرمی گذارند.

فوتونها از پرتونها جدا شده و در برخورد با یکدیگر افشانه هایی تولید می کنند. هنگامی که اشیاء از هم متلاشی می شوند، همانند آنچه که در فرآیند برخورد یک ذره روی می دهد، رویدادی موسوم به از هم فروپاشی غیرارتجاعی به وقوع می پیوندد. هر چه این فرآیند گریزان تر باشد، فرار فوتونها خاصیت ارتجاعی بیشتری پیدا می کند و در نتیجه چیز دیگری تولید نمی شود.

نخستین شواهد قدرتمند از فرار ارتجاعی فوتون ها در انرژی های بالا در آزمایش «ATLAS» شتاب دهنده بزرگ سرن به ثبت رسیده است.

اندازه گیری دقیق این فرآیند در جریان فرآیندهایی صورت می گیرد که طی آن شتاب دهنده بزرگ سزن هسته های پیشرو را به یکدیگر برخورد می دهد زیرا در این وضعیت انرژی هنگفتی وجود دارد. در برخی موارد هسته ها با یکدیگر برخورد کرده و در برخی موارد نیز به فوتونها اصابت می کنند و در مواردی بسیار نادری هم با یکدیگر برخورد کرده و به صورت ارتجاعی به سوی دیگری منحرف می شوند.

این آنالیز شامل تشخیص فوتون ها در ردیاب ATLAS در جریان برخوردهایی هم می شود که بسیار آرام صورت می گیرد.