Een nieuw idee om bundels van elementaire deeltjes in elkaar te slaan, zou kunnen onthullen hoe licht en materie op elkaar inwerken onder extreme omstandigheden die kunnen bestaan ​​op het oppervlak van exotische astrofysische objecten, in krachtige kosmische lichtuitbarstingen en sterexplosies, in deeltjesversneller van de volgende generatie en in hete, dicht fusieplasma.

De meeste van dergelijke interacties in de natuur worden zeer succesvol beschreven door een theorie die bekend staat als kwantumelektrodynamica (QED). Echter, de huidige vorm van de theorie helpt niet bij het voorspellen van fenomenen in extreem grote elektromagnetische velden. In een recent artikel in Fysieke beoordelingsbrieven , onderzoekers van het SLAC National Accelerator Laboratory van het Department of Energy en hun collega's hebben een nieuw concept voor deeltjesversneller voorgesteld waarmee we deze extreme effecten kunnen bestuderen.

Extreme velden onttrekken energie aan botsende deeltjesbundels - een ongewenst verlies dat doorgaans wordt verzacht door deeltjes te bundelen tot relatief lange, platte trossen en het onder controle houden van de elektromagnetische veldsterkte. In plaats daarvan, de nieuwe studie suggereert om deeltjesbundels zo kort te maken dat ze niet genoeg tijd hebben om energie te verliezen. Zo'n versneller zou de mogelijkheid bieden om intrigerende effecten te bestuderen die verband houden met extreme velden, inclusief de botsing van fotonen die uit de deeltjesbundels komen.

De studie was een samenwerking van onderzoekers van SLAC; Princeton Universiteit; Universiteit van Lissabon, Portugal; Universiteit van Düsseldorf, Duitsland; en National Research Nuclear University MEPhI, Rusland. Delen van dit project werden gefinancierd via een DOE Office of Science Early Career Research Program-prijs. Een workshop over het verkennen van QED in extreme velden en de fysica-fenomenen die het creëert, zal in de late zomer worden gehouden in SLAC.