由大阪大学和加州大学圣地亚哥分校的研究人员领导的一个研究小组进行了仅通过光粒子碰撞产生物质的模拟。他们的方法绕过了现代激光的强度限制，可以很容易地通过使用现有的技术来实现。这项工作可能有助于实验检验长期存在的理论，如粒子物理学的标准模型，并可能需要修改它们。
量子物理学最惊人的预言之一是物质可以完全由光(即光子)产生，事实上，被称为脉冲星的天体实现了这一壮举。以这种方式直接生成物质还没有在实验室中实现，但它将使进一步测试基本量子物理理论和宇宙的基本组成成为可能。
在《物理评论快报》上发表的一项研究中，大阪大学的研究人员领导的一个团队模拟了光子-光子碰撞的条件，仅通过使用激光。在目前可用的激光强度下，简单的设置和易于实现使其成为近期实验实施的有希望的候选者。
从理论上讲，光子-光子碰撞是宇宙中物质产生的一种基本方式，它起源于爱因斯坦著名的方程E=mc2。事实上，研究人员已经间接地从光中产生物质:通过高速加速金属离子(如金离子)相互碰撞。在如此高的速度下，每个离子都被光子包围，当它们相互擦过时，就会产生物质和反物质。
然而，由于需要极高功率的激光，在现代实验室中通过单独使用激光进行实验产生物质是具有挑战性的。在实验室中模拟如何实现这一壮举可能会带来一个这是一个实验上的突破，所以这就是研究人员开始做的事情。
“我们的模拟表明，当与激光的强电磁场相互作用时，致密等离子体可以自组织形成光子-光子对撞机，”杉本博士解释说，他是这项研究的主要作者。“这个对撞机含有密集的伽马射线，比等离子体中的电子密度高10倍，其能量比激光中的光子能量高100万倍。”
对撞机中的光子-光子碰撞产生电子-正电子对，正电子被激光产生的等离子体电场加速。这就产生了正电子束。
加州大学圣地亚哥分校的合著者Arefiev教授说:“这是第一次模拟相对论条件下线性布雷特-惠勒过程中的加速正电子。”“我们认为我们的建议在实验上是可行的，我们期待着在现实世界中实施。”
支持这项工作的美国国家科学基金会的项目主任维亚切斯拉夫·卢金博士说:“这项研究显示了在实验室环境中探索宇宙奥秘的潜在方法。今天和明天的高功率激光设备的未来可能性变得更加有趣。”
这项工作在《星际迷航》中虚构的物质-能量转换技术中的应用仍然是虚构的。尽管如此，这项工作有可能帮助实验证实宇宙组成的理论，甚至可能帮助发现以前未知的物理学。
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希望本篇文章《探秘物质的诞生：光子-光子碰撞的模拟研究》能对你有所帮助！
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