日前，來(lái)自中科院物理所等機(jī)構(gòu)的科研人員，首次研究了磁場(chǎng)效應(yīng)對(duì)局域化的超臨界電場(chǎng)下正負(fù)電子對(duì)產(chǎn)生過(guò)程的影響。相關(guān)成果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。

　　1928年，英國(guó)物理學(xué)家狄拉克提出了著名的“狄拉克方程”，并因此獲得諾貝爾獎(jiǎng)。在“狄拉克方程”推導(dǎo)出的預(yù)言中，“強(qiáng)場(chǎng)下真空中是否能夠激發(fā)出正負(fù)粒子對(duì)”一直未得到證實(shí)。

　　科學(xué)家通過(guò)重離子對(duì)撞、電子束和強(qiáng)激光碰撞等實(shí)驗(yàn)，已證實(shí)了正負(fù)電子對(duì)的產(chǎn)生。但到目前為止，由強(qiáng)光場(chǎng)直接引起的真空擊穿和相應(yīng)的正負(fù)電子對(duì)產(chǎn)生過(guò)程的實(shí)驗(yàn)還未能實(shí)現(xiàn)，主要原因是目前激光系統(tǒng)的最大強(qiáng)度不足以直接“擊穿”真空。

　　據(jù)中科院物理所光物理實(shí)驗(yàn)室強(qiáng)激光高能量密度物理組的研究人員介紹，對(duì)于這一重要問(wèn)題，理論和數(shù)值方面已得到了非常有意義的結(jié)果，但大部分工作只考慮了電場(chǎng)而并沒(méi)有考慮磁場(chǎng)效應(yīng)。而在真實(shí)情況下，激光中是同時(shí)存在著電場(chǎng)和磁場(chǎng)的。

　　研究人員通過(guò)運(yùn)用基于量子場(chǎng)論的非微擾精確數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)如果考慮磁場(chǎng)的效應(yīng)，即使激光達(dá)到能擊穿真空的強(qiáng)度，仍無(wú)法持續(xù)產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)。而且，隨著磁場(chǎng)寬度的增加，產(chǎn)生的粒子數(shù)目會(huì)隨著時(shí)間出現(xiàn)用已知公式都無(wú)法描述的震蕩效應(yīng)。

　　據(jù)介紹，該研究的模型更接近真實(shí)情況，進(jìn)一步加深了對(duì)外場(chǎng)在正負(fù)粒子對(duì)產(chǎn)生過(guò)程中所起到的效應(yīng)及其內(nèi)部物理機(jī)制的理解。

　　相關(guān)研究人員表示，可以預(yù)期，在不久的將來(lái)，激光就可接近甚至達(dá)到“擊穿”真空并自發(fā)產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)的強(qiáng)度，在避免其他效應(yīng)的情況下，對(duì)超臨界場(chǎng)產(chǎn)生正負(fù)粒子對(duì)的過(guò)程進(jìn)行直接檢驗(yàn)。如果能實(shí)現(xiàn)，將是人類首次證實(shí)光可以直接轉(zhuǎn)化成為物質(zhì)，即愛(ài)因斯坦的能質(zhì)公式E=mc2，這對(duì)物理學(xué)發(fā)展所帶來(lái)的影響將不可估量。