在令人惊讶的量子模拟中从黑暗中挤出光明

三个强大的激光仔细对准可以产生神秘的第四束光，该光束被从黑暗本身中挡出。

当超高电磁场相遇时，我们可能预期从真空中产生的各种量子效应的模拟证实了这听起来像是神秘力量在起作用。

来自英国牛津大学的研究团队和葡萄牙的里斯本大学使用半经典方程求解器实时和三维模拟量子现象，测试当极强激光脉冲在虚空结合时会发生什么的预测。

“这不仅仅是学术上的好奇心——它是朝着量子效应的实验确认迈出的重要一步，到目前为止，量子效应主要是理论上的。”说牛津物理学家彼得·诺里斯。

激光技术已经走了很长一段路自从它发明以来有点多半个世纪前.在短短的瞬间集中 PB 级的功率，理论上它们能够字面意思是震动物质脱离了现实本身的结构。

我们认为的空白空间——在量子层面上——是一片充满可能性的海洋。代表各种物理相互作用的场嗡嗡作响，我们将其视为光的基础和物质本身的组成部分。这些虚拟粒子基本上在几分之一秒内出现和消失。

他们要长期表现出来，所需要的只是正确的身体说服，阻止他们相互抵消;例如，当以适当的方式排列时，一系列强电磁场可能提供的那种说服力。

为了确定对激光功率的预测是否真的可以从无到有产生一些东西，Norreys 和他的团队运行了基于数学在真空中支撑电磁场。

将数字代入他们的求解器中后发现，将三个适当强的激光束及其电磁场混合会产生一定程度的偏振，迫使虚拟光子在消失之前分开。称为四波混合，散射光子将显示为第四束光。

长期以来，人们一直预测到这种光子-光子散射是可能的，但迄今为止，在现实中观察它的尝试被证明是无效的。

“通过将我们的模型应用于三光束散射实验，我们能够捕获所有量子特征，以及对相互作用区域和关键时间尺度的详细见解，”说该研究的主要作者、牛津大学的物理学家 Zixin Zhang 教授。

虽然目前这些发现都是数字的，但它们确实比以前的模型提供了更物理现实的预期描述。我们可能也不需要等待那么久，结果就会受到最终的考验。

这极轻基础设施项目罗马尼亚目前拥有世界上最先进的高功率激光基础设施，在超短光爆发中已经实现了约 10 拍瓦的平均功率。

与此同时，EP-OPAL 项目美国罗切斯特大学正在开发两个 25 拍瓦的光束，光子-光子散射实验已经在计划中。这上海高重复率 X 射线自由电子激光器和极光设备中国也希望今年打破记录，目标是使用其自由电子技术达到 100 拍瓦。

只使用光子来产生必要的电磁场，希望从黑暗中散射出来的光不会隐藏在其他粒子的迷雾中，最终一劳永逸地证明，在物理学中，可以从无到有中挤出一些东西。

这项研究发表在通信物理学.

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