En gruppe forskere, der arbejdede på Large Hadron Collider (LHC) ved CERN (European Organization for Nuclear Research), under ATLAS-eksperimentet, beviste eksistensen af et fænomen kaldet lysspredning efter lys. Fænomenet består i kvanteinteraktionen mellem to lysstråler, hvorved den ene lysstråle noget "brydes" af den anden, som om de er solide. Forskernes artikel blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Physics, kort om opdagelsen fortæller publikationen ScienceAlert.
Ifølge klassiske begreber passerer elektromagnetiske bølger uhindret gennem hinanden. I 1936 forudsagde de tyske fysikere Hans Heinrich Euler og Werner Heisenberg imidlertid, at to fotoner kunne kollidere og interagere med hinanden. Under normale forhold er denne effekt usynlig, men den kan detekteres ved hjælp af højenergipartikler.
Forskere har spredt blykernerne i acceleratorrøret til næsten lys (relativistiske) hastigheder. Den positive ladning af atomer frataget elektroner danner et elektrostatisk felt, der ved høje hastigheder bliver til et elektromagnetisk felt, det vil sige til en tæt sky af fotoner. Blykerner, der bevæger sig i modsatte retninger, interagerer ikke direkte, men i løbet af ultra-perifere kollisioner, når skyer af partikler rammer hinanden. Ifølge teorien er fotoner fra forskellige skyer spredt på hinanden i dette tilfælde, hvilket genererer nye partikler, som skal registreres af ATLAS-detektoren.
I alt registrerede detektoren fire milliarder forskellige interaktioner mellem partikler. Forskere har foretaget det nødvendige valg og identificeret 13 begivenheder i overensstemmelse med billedet af lysspredning i lys. Samtidig var andelen af fremmede processer, der skaber baggrunden og kan gøre data upålidelige, kun 2,6 begivenheder. Hovedparametrene i processen, herunder tværsnittet (nærhed af kolliderende partikler) og den uforanderlige masse (eksponenten for spredning af partikler) svarer til forudsigelserne i standardmodellen.
Standardmodellen er en teori, der beskriver alle de forskellige partikler og deres interaktioner. Det forudsiger forskellige subatomære processer og deres egenskaber, som bekræftes i eksperimenter med acceleratorer, herunder ved LHC.
