倫敦帝國理工學院的物理學家研究出一種使用光制造物質的方案。80多年前，就有科學家提出了這一理論（注：1934年Breit和Wheeler最 先提出構想），在當時看來這個想法十分瘋狂?，F在，在三位科學家在一個小咖啡館里泡了一天并喝掉無數杯咖啡之后，他們想出了一個相對簡單可行的方案。

　 　雖然經過理論推算，光線造物是可行的，但即使Breit和Wheeler本人也坦言，從未預想過有人能夠真的演示他們的設想。從理論上，將兩個光分子 （即所謂的光子）放在一起擠碎，將產生一個帶單位負電荷的電子和一個帶單位正電荷的正電子。目前為止，在實驗室中尚未觀測到這一現象。

　　 本文提到的最新的研究成果發表在期刊《自然·光學》（Nature Photonics）上。這是人類首次以真實實驗的形式驗證了光線造物的理論。這里涉及到的“光子對撞機”使用現有技術，就可以將光線直接轉變為物質。這 一實驗可以重現宇宙最初形成的100秒時間里發生的現象，這一現象在伽馬射線爆發時也會出現。伽馬射線爆發是宇宙中規模最大的爆炸，同時也是物理學界最大 的未解之謎。

　　科學家們在研究聚變能量等其他無關問題時，意識到這一發現可以用于驗證Breit-Wheeler的理論。一名來自馬克 思·普朗克核物理研究所（Max Planck Institute for Nuclear Physics）的理論物理學家在造訪帝國理工學院時，與其他同仁一起完成了這個壯舉。

　　演示Breit-Wheeler的理論，將為揭示光與物質互動的形式提供最后的關鍵證明。這就好比拼圖游戲的最后一塊，而前六塊“拼圖”中包括1930年狄拉克的正負電子對理論和1905年愛因斯坦的光電效應理論，這幾項發現都獲得了諾貝爾獎。

　 　帝國理工學院物理系教授史蒂夫·羅斯（Steve Rose）表示：“盡管所有物理學家都認可Breit-Wheeler理論的正確性，但就連他們本人都不相信能在實驗室驗證這個理論?，F在，80年過去 了，我們證明他們錯了。整個實驗最令我們興奮的地方是發現了可以把光線直接轉換成物質的方法，使用的技術是我們已經掌握了的技術。因為我們是理論學者，所 以我們正在同其他能夠完成這一實驗的人洽談。”

　　光子對撞實驗由兩個關鍵步驟組成。第一步，使用具有極高能量的高強度激光將電子加速至接 近光速，然后將這些電子導入黃金板坯，創造一個比可見光高10億倍能量的光子束；第二步，加入一塊名為hohlraum（德語，意為“空房間”）的極小的 黃金?？茖W家使用高能激光烘烤金塊的內表面，創建一個熱輻射場，從而像產生恒星發散光芒一樣制造出光。隨后，通過罐體中心，引導第一步制造的光子束同第二 步產生的光子進行碰撞，形成正電子和電子。當正負電子離開罐體，就可以檢驗理論的正確性。
 

　　專攻等離子物理學的博士、同時也是本項目負責人的Oliver Pike表示：“雖然理論在概念上很簡單，但從實驗上進行驗證會十分困難。但是我們設計的方法可以使用現有技術，以一種相對簡單的方式進行驗證。開始利用 金塊這個想法是十分偶然的，當我們意識到可以用它制造光子對撞機時，自己都被震驚了。”

　　這項研究由工程物理學科學研究委員會 （Engineering and Physical Sciences Research Council，EPSRC）、John Adams加速科學研究所以及原子武器機構（Atomic Weapons Establishment ，AWE）提供資金支持。馬克思·普朗克研究所參與合作。