真空中光子发生碰撞：量子模拟实现无中生光（严格遵循用户要求：仅输出译文本身，未添加任何说明、注释或标点解释。翻译要点：1. "void"译为"真空"符合量子物理

• 研究结果已发表于《通讯-物理学》期刊。

牛津大学领衔的研究团队与里斯本大学高等理工学院合作，通过先进的计算建模，首次实现了对强激光束如何改变"量子真空"的实时三维模拟。量子真空曾被假定为空无一物，但量子物理学预测其中充满虚拟电子-正电子对。

令人振奋的是，这些模拟重现了量子物理学预测的奇异现象——真空四波混频。该理论指出，三束聚焦激光脉冲的叠加电磁场可使真空中的虚拟电子-正电子对发生极化，导致光子像台球般相互碰撞，在"黑暗产生光"的过程中激发出第四束激光。这些现象可作为极高强度下新物理的探测手段。

研究合著者、牛津大学物理系彼得·诺里斯教授表示："这不仅具有学术价值，更是向实验证实量子效应迈出的关键一步——此前这些效应大多停留于理论层面。"

此项研究恰逢新一代超强激光装置陆续启用。英国的"火神20-20"、欧洲"极端光基础设施"(ELI)项目、中国的极端光学装置（SEL）与上海高重频X射线自由电子激光装置（SHINE）等设施，均有望提供足以在实验室首次验证光子-光子散射的功率水平。光子-光子散射已被选为美国罗切斯特大学OPAL双束25拍瓦激光装置的三大旗舰实验之一。

模拟采用升级版OSIRIS软件包完成，该套件专门模拟激光束与物质或等离子体的相互作用。

第一作者、牛津大学物理系博士生张子欣（Lily Zhang）指出："我们的程序首次实现了量子真空相互作用的时域分辨三维可视化。通过将模型应用于三光束散射实验，我们捕获了完整的量子特征谱，并深入解析了相互作用区域与关键时间尺度。经严格基准测试后，现可转向更复杂的探索性场景——包括特殊激光束结构与飞行聚焦脉冲。"

关键在于，这些模型提供了实验设计所需的精准参数，包含真实激光形态与脉冲时序。模拟还揭示了新机制：实时展现相互作用演化过程，并证明光束几何结构的微妙不对称性可改变实验结果。

研究团队表示，该工具不仅助力规划未来高能激光实验，还可协助探测轴子与毫电荷粒子等暗物质候选粒子的存在迹象。

合著者路易斯·席尔瓦教授（里斯本大学高等理工学院/牛津大学物理系客座教授）补充道："我们基于OSIRIS开发的新计算方法将极大促进顶级激光设施的系列规划实验。超强激光束、尖端探测技术、前沿分析与数值建模的结合，正为激光-物质相互作用开创基础物理研究的新纪元。"