Получены первые доказательства квантовой природы космического вакуума

Ученые получили первые доказательства квантовой природы космического вакуума.

Свет, излучаемый чрезвычайно плотная нейтронная звезда, что RX J1856.5-3754, имеет сильное магнитное поле, и находится на расстоянии 400 световых лет от Земли, попавший в объектив телескопа очень большого телескопа (VLT) Европейской Южной обсерватории, позволили ученым впервые наблюдать странный квантовый эффект, существование которого теоретически было обосновано еще в 1930-х годах. Необычные поляризации "поймали" свет указывает на то, что пространство в центре нейтронной звезды возникает квантовый эффект двулучепреломления в вакууме (вакуум двулучепреломление), что в свою очередь происходит под действием магнитного поля нейтронной звезды.

Несмотря на то, что J1856 нейтронной звезды ГХ.5-3754 является одной из ближайших к Земле нейтронная звезда, ее тусклый свет в видимом диапазоне может быть зарегистрирован только с помощью специализированного инструмента FORS2, который является частью телескопа VLT, расположенного в обсерватории Паранал в Чили.

Нейтронные звезды-очень плотные остатки ядер массивных звезд, по крайней мере, в 10 раз более массивной, чем наше солнце закончит свой жизненный цикл взрывом сверхновой. Нейтронные звезды имеют магнитное поле в миллиарды раз сильнее, чем магнитное поле солнца, и это магнитное поле влияет даже на пространственно-временной континуум в окрестностях нейтронной звезды.

Считается, что при нормальных условиях вакуум-это абсолютная пустота, через которую свет проходит, без каких-либо внешних воздействий, не преломляясь и не Исайяс любым другим способом. Однако, в квантовой электродинамике, один из разделов квантовой теории, которая описывает, среди прочего, и взаимодействие света фотоны с заряженными частицами, определяет, что вакуум заполнен "виртуальными частицами", которые постоянно и в большом количестве приходят из ниоткуда, существуют очень короткое время и исчезают снова. Сильные магнитные поля могут мешать этому процессу путем изменения свойств виртуальных частиц, влияющих на время их существования так, что вакуум начинает менять поляризацию проходящего через него света.

Как и многие аспекты квантовой теории, эффект двулучепреломления в вакууме, до недавнего времени отсутствовали экспериментальные подтверждения его существования. За 80 лет после публикации своей статьи немецкие физики Вернера Гейзенберга (Вернер Гейзенберг) и Ханс Генрих Ulerom (Ганс Генрих Эйлера), ученым не удалось воспроизвести этот эффект даже в лабораторных условиях.

"Этот эффект можно было обнаружить только в космосе, в присутствии очень сильных магнитных полей, например, магнитных полей нейтронных звезд", - говорит Роберто Turolla (от Roberto Turolla), исследователь из Университета Падуи, Италия, - "Нейтронные звезды являются уникальными космическими "лабораториями", которые могут быть использованы для изучения фундаментальных физических явлений и процессов".

В свете от звезды, на RX J1856.5-3754 ученые обнаружили свет с линейной поляризацией, доля которых в общем объеме составляла около 16 процентов. Такое большое количество поляризованного света, по мнению ученых, можно объяснить только эффектом двулучепреломления в вакууме. "Высокая степень линейной поляризации не может быть объяснено какими-либо существующей модели, если Вы не включают эффект двулучепреломления квантового вакуума", - пишут исследователи.

"Измерения поляризации света, которые мы планируем проводить с помощью телескопов следующего поколения, позволит нам в дальнейшем изучить влияние двулучепреломления в области нейтронных звезд. Мы надеемся обнаружить другие эффекты, определяются квантовая Теория и теория квантовой природы вакуума", - пишут исследователи. Первый шаг, который позволит сделать ученых в этом направлении, будет измерять поляризацию фотонов, рентгеновских лучей и других диапазонах электромагнитного спектра.

Категория: Культура