La dispersión de luz por luz no ocurre en las soluciones de las ecuaciones de Maxwell (ya que son lineales y las ondas EM obedecen a la superposición), pero es una predicción de QED (los diagramas de Feynman más significativos tienen un circuito cerrado de cuatro propagadores de electrones).
¿Se ha observado alguna vez la dispersión de la luz por la luz en el vacío, para fotones de cualquier energía? Si no, ¿qué tan cerca estamos de tal experimento?
Esto fue demostrado por el " Experimento 144 " en SLAC en 1997. Aquí hay una lista de publicaciones de ese proyecto, por ejemplo " Producción de positrones en dispersión multifotónica luz por luz ", cuyo resumen dice:
Se ha observado una señal de 106±14 positrones por encima del fondo en colisiones de un haz de electrones de 46,6 GeV de baja emitancia con pulsos de teravatios de un láser Nd:vidrio a una longitud de onda de 527 nm en un experimento en el haz de prueba de enfoque final en SLAC. Se interpreta que los positrones surgen de un proceso de dos pasos en el que los fotones láser son retrodispersados a energías GeV por el haz de electrones, seguido de una colisión entre el fotón de alta energía y varios fotones láser para producir un par electrón-positrón. Estos resultados son la primera evidencia de laboratorio de dispersión inelástica luz por luz que involucra solo fotones reales .
Supongo que estabas preguntando sobre la interacción elástica fotón-fotón. Si ese es el caso, recuerdo haber leído algunas propuestas (y argumentos de factibilidad) de experimentos utilizando instalaciones láser existentes en:
E. Lundström et al. Uso de láseres de alta potencia para la detección de dispersión fotón-fotón elástica. física Rev. Lett. 96 núm. 8, 083602 (2006) . arXiv:hep-ph/0510076
Otras referencias:
J. Lundin et al. Análisis de la mezcla de cuatro ondas de láseres de alta potencia para la detección de dispersión fotón-fotón elástica. física Rev. A 74 n.° 4, 043821 (2006) . arxiv:hep-ph/0606136 .
Stephen DH Hsu y Brian M. Murray. Gravedad térmica, agujeros negros y entropía cosmológica. física Rev.D 73 no.4, 044017 . arxiv:hep-th/0512033 .
No tengo idea si los experimentos realmente se hicieron, pero esas referencias son bastante geniales :)
Tengo un vago recuerdo de que la dispersión de luz sobre luz pone un límite superior a la energía de los fotones que se propagarán a escalas de distancia cósmica. Entonces, una sonda es la astronomía gamma de muy alta energía.
La birrefringencia magnética al vacío básicamente involucra el mismo diagrama de bucle que la dispersión elástica luz-luz, excepto que dos de los cuatro fotones provienen de un imán. Detectar este efecto es el objetivo del experimento PVLAS en Ferrara, Italia. Ver arXiv:1406.6518 y referencias dentro. El experimento se está ejecutando en este momento, pero la sensibilidad aún no es lo suficientemente buena para detectar este proceso fundamental. Estamos trabajando en ello.
Evidencia (4.4 desviaciones estándar por encima de la expectativa de fondo) para luz por dispersión de luz ( ) también se ha visto recientemente en el Gran Colisionador de Hadrones en colisiones de átomos de plomo: https://arxiv.org/abs/1702.01625
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