发布单位：台北市立天文科学教育馆
爱因斯坦最著名的质能等价方程式——E=mc2，描述物质与能量可以等价转换。如果两个足够高能的光子相互撞击，光的能量将转换成物质的质量，生成一对正反物质。
这个过程由美国物理学家Gregory Breit和John Wheeler在1934年首次描述，一直以来是物理学中最难观察的过程之一，因为碰撞光子需要高能伽马射线，不过科学家还没办法制造伽马射线雷射。有些替代实验能推断物质由多个光子产生，但还没有最直接证明这个过程的方法。
在纽约的布鲁克黑文国家实验室发表了一种新方法，他们没有打造出伽马射线雷射，而是根据Breit和Wheeler的想法来加速重离子。研究团队使用实验室的相对论性重离子对撞机，以非常接近光速的带电粒子在加速器周围制造一个电磁场，产生伴随离子行进的“虚拟”光子，一种能量场中非常短暂的扰动，如同虚幻的存在。
布鲁克黑文国家实验室的STAR探测器探测到由光产生的物质-反物质对。（图片来源：布鲁克黑文国家实验室）
与真实的光子有一点不同，虚拟光子有质量，因为考量的时间尺度之小，被认为它们就像是真实的一样。实验中，虚拟光子真实作用，碰撞产生电子与正子对。研究团队分析6,000多个正负电子对射出的角度，认为符合真实光子产生的现象，也与理论计算中预测的情况一致。
尽管它们看起来像真实粒子，实验中的虚拟光子不可否认是虚拟的，但仍然是重要的一步，让科学团队有漂亮的报告拿到更多支持，开发出足够强大的伽马射线雷射来展示真实光子产生物质的过程。（编译/台北天文馆虞景翔）
资料来源：Space.com