当光线自身相撞时会发生什么？科学家刚刚发现

然而，量子物理学预言了“光-光散射”效应。普通激光器的功率不足以探测到该现象，但欧洲核子研究中心（CERN）的粒子加速器已观测到该效应。虚粒子可在短时间内凭空产生，与光子相互作用并改变其方向。该效应极其微弱，但必须精确解读才能通过当前针对μ子的高精度实验验证粒子物理理论。维也纳工业大学（TU Wien）团队现已证明，一个先前被低估的因素——即所谓张量介子的贡献——在此过程中起着重要作用。这项新成果已发表于《物理评论快报》期刊。

来自虚无的虚粒子

当光子与光子相互作用时，可能产生虚粒子。这些粒子无法被直接测量，因其会瞬间消失。某种意义上，它们同时处于既存在又不存在状态——量子物理学允许这类状态的叠加，而根据经典宏观世界的理解，这些状态本是互斥的。

"尽管这些虚粒子无法直接观测，但它们对其他粒子具有可测量的影响，"本研究第一作者、维也纳工业大学理论物理研究所的乔纳斯·马格指出，"若要精确计算实粒子的行为，必须正确纳入所有可能的虚粒子。这正是该任务如此困难——却又如此引人入胜的原因。"

当光被光散射时，一个光子可能转化为电子-正电子对。在电子与正电子相互湮灭形成新光子前，其他光子可与这对粒子发生作用。若产生同时受强核力约束的重粒子（如由夸克和反夸克组成的介子），过程将更为复杂。

"这些介子分为不同类型，"乔纳斯·马格解释道，"我们现已证明其中一种张量介子的作用被严重低估。通过光-光散射效应，它们影响μ子的磁学特性，进而可通过极高精度检验粒子物理标准模型。"张量介子虽出现在早期计算中，但采用了极度简化的处理。新评估不仅显示其贡献远超先前假设，更揭示其作用方向与既往认知相反——即对结果产生反向影响。

非常规理论方法

该成果同时解决了去年最新解析计算与替代性计算机模拟间的矛盾。"问题在于传统解析方法仅能在极限情况下准确描述夸克的强相互作用，"安东·雷班（维也纳工业大学）表示。

维也纳工业大学团队采用了非常规方法——全息量子色动力学。该方法将四维时空（三维空间加一维时间）过程映射至含引力场的五维空间。某些问题在此空间中更易求解，最终结果再转换回原维度。"张量介子可映射为五维引力子，而爱因斯坦引力理论对此有明确预言，"安东·雷班阐释道，"我们当前的计算机模拟与解析结果高度吻合，但与部分先前假设存在偏差。期待该成果为推动既定张量介子专项实验提供新动力。"

接受检验的标准模型

这些分析对物理学核心问题至关重要：粒子物理标准模型的可靠性如何？这套公认的量子物理理论描述了除引力外所有已知粒子类型及自然力。

标准模型的准确性可在若干特殊测试案例中得到精细验证，例如测量μ子磁矩。数十年来，科学界持续探究理论与实验间的特定偏差究竟指向标准模型之外的"新物理"，抑或纯属误差。近期μ子磁矩差异已显著缩小——但要真正探索新物理，必须尽可能精确把握剩余理论不确定性。本研究正是在此领域作出关键贡献。