日前，來自中科院物理所等機(jī)構(gòu)的科研人員，首次研究了磁場效應(yīng)對局域化的超臨界電場下正負(fù)電子對產(chǎn)生過程的影響。相關(guān)成果發(fā)表在《物理評論快報》上。

　　1928年，英國物理學(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。在“狄拉克方程”推導(dǎo)出的預(yù)言中，“強(qiáng)場下真空中是否能夠激發(fā)出正負(fù)粒子對”一直未得到證實。

　　科學(xué)家通過重離子對撞、電子束和強(qiáng)激光碰撞等實驗，已證實了正負(fù)電子對的產(chǎn)生。但到目前為止，由強(qiáng)光場直接引起的真空擊穿和相應(yīng)的正負(fù)電子對產(chǎn)生過程的實驗還未能實現(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驗室強(qiáng)激光高能量密度物理組的研究人員介紹，對于這一重要問題，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而并沒有考慮磁場效應(yīng)。而在真實情況下，激光中是同時存在著電場和磁場的。

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

　　據(jù)介紹，該研究的模型更接近真實情況，進(jìn)一步加深了對外場在正負(fù)粒子對產(chǎn)生過程中所起到的效應(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，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)電子對的強(qiáng)度，在避免其他效應(yīng)的情況下，對超臨界場產(chǎn)生正負(fù)粒子對的過程進(jìn)行直接檢驗。如果能實現(xiàn)，將是人類首次證實光可以直接轉(zhuǎn)化成為物質(zhì)，即愛因斯坦的能質(zhì)公式E=mc2，這對物理學(xué)發(fā)展所帶來的影響將不可估量。