靶室为激光束聚焦的所在处。援引：帝国理工学院

通过英国的激光设备，帝国理工的物理学家正在测试一个理论，这一理论在长达84年里一度被认为是不可能被证明的。

Breit-Wheeler过程的理论认为，可以通过将两个光粒子（光子）撞击在一起来创建一个电子和一个正电子，从而实现转化为物质。然而，在过去的尝试中需要添加其他高能粒子。

由Steven Rose教授领导的来自伦敦帝国理工学院的物理学家们，在2014年提出了一种测试理论的方法，该理论并不依赖于这些额外的添加物。现今正在进行一个实验，希望能够首次将光直接转化为物质。

Rose教授说: "这将是爱因斯坦著名方程式的一个纯粹的展示, 它涉及能量和质量: E=mc2, 它告诉我们当物质转化为能量时会产生多少能量。我们正在做的是同样的事情，但是反推回去：将光子能量转化为质量，即m=E/ c2。"

该系统包含两个高功率激光束，用于创建将被撞击在一起的光子。其中一个光子的能量约为产生可见光光子能量的1000倍，另一个则是该能量的10亿倍。

靶室和聚焦光束。援引：帝国理工学院

激光束聚焦在靶室内的两个独立的微目标上，其中包含用于聚焦激光束的复杂光学元件和用于偏转带电粒子的磁体。这是正在碰撞的充电正电子，团队将确认该过程是否成功。

由Stuart Mangles博士和Rose教授领导的团队在世界范围内寻找合适的激光系统，但发现最适合的就在眼前：位于牛津附近STFC卢瑟福阿普尔顿实验室的中央激光设备的双子星激光器。

如果他们成功了，他们会检测到正电子。但是他们必须仔细分析数据，然后才能确认这些正电子来源于Breit-Wheeler过程，而不是来自其他背景过程。从而来证明已成功将光转化为物质。

Mangles博士说：“当Gregory Breit和John Wheeler在1934年首次提出这种机制时，他们使用了当时被称为量子电动力学（QED）的光与物质相互作用的新理论。基于QED理论的其他基本预测已经通过实验得到证明，但是“双光子Breit-Wheeler过程”却从未观察到。

援引：帝国理工学院

“如果我们现在可以证明这一点，我们将重建一个在宇宙前100秒内很重要的过程，这也可以在伽马射线爆发中看到，这是宇宙中最大的爆炸，也是物理学最大的未解奥秘之一。”

该小组将使用一些来自 CERN的探测器, 同时该团队希望利用学校的校园网通过学校研究院来帮助他们分析数据, 其中Rose教授是创始人之一。

来源：https://phys.org/news/2018-03-underway.html

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