欧洲核子研究中心 2018年的阿特拉斯事件显示，两个光子产生了一对W玻色子，随后W玻色子衰变为一个μ子和一个电子(在探测器中可见)和中微子(未探测到)
信用:欧洲核子研究中心 在国际高能物理会议(2020年国际高能物理会议)期间，ATLAS合作首次观察到光子碰撞产生了一对W玻色子，这是携带四种基本力之一的弱力的基本粒子
结果展示了一种使用LHC的新方法，即作为高能光子对撞机直接探测电弱相互作用
它证实了弱电理论的一个主要预测——力载体可以与自身相互作用——并提供了探索它的新方法
根据经典电动力学定律，两个相交的光束不会相互偏转、吸收或干扰
然而，量子电动力学(QED)，解释光和物质如何相互作用的理论，允许光子之间的相互作用
事实上，在LHC研究高能光子相互作用已经不是第一次了
例如，逐光“散射”，即一对光子通过产生另一对光子而相互作用，是对量子电动力学最古老的预测之一
ATLAS在2017年首次报道了光对光散射的直接证据，利用了高能铅-铅碰撞中铅离子周围的强电磁场
2019年和2020年，ATLAS通过测量其特性进一步研究了这一过程
在这次会议上报道的新结果对另一种罕见的现象很敏感，在这种现象中，两个光子通过四个载流子的相互作用产生两个相反电荷的玻色子
质子束中的准真实光子相互散射，产生一对玻色子
对这一现象的第一次研究是在2016年由ATLAS和CMS根据LHC第一次运行期间记录的数据报告的，但是需要一个更大的数据集来明确观察它
获得的观察结果具有高度显著的统计证据8
4个标准偏差，相当于统计波动造成的极小概率
阿特拉斯物理学家使用了一个相当大的数据集，并开发了一种定制的分析方法。该数据集是在2018年结束的LHC为期四年的数据收集运行2期间获得的
由于相互作用过程的性质，在中心探测器中唯一可见的粒子轨迹是两个W玻色子的衰变产物，一个电子和一个带相反电荷的μ子
w-玻色子对也可以直接由碰撞质子中夸克和胶子之间的相互作用产生，比光子间相互作用产生的频率高得多，但这些伴随着强相互作用过程的额外轨道
这意味着ATLAS物理学家必须小心地解开碰撞轨迹来观察这种罕见的现象
“这一观察为在LHC使用初始状态的光子进行实验探索开辟了一个新的方面，”阿特拉斯合作的发言人卡尔·雅各布斯说
“它是独一无二的，因为它只涉及LHC强相互作用主导环境中的电弱力载体之间的耦合
有了更大的未来数据集，它可以用来以一种干净的方式探测电弱规范结构和新物理学的可能贡献
" 事实上，新的结果证实了电弱理论的主要预测之一，即除了与普通物质粒子相互作用之外，力载体，也称为规范玻色子——W玻色子、Z玻色子和光子——也在相互作用
光子碰撞将为测试标准模型和探索新物理提供一种新的方法，这对更好地理解宇宙是必要的
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