Какво всъщност има в „празното" пространство?
Ето нещо, което ще ви смае: когато учените говорят за перфектен вакуум — най-празното възможно пространство с наистина нищо в него — може да грешат напълно.
Според квантовата механика това „нищо" всъщност кипи от активност. Става дума за виртуални частици, които непрекъснато се появяват и изчезват, преди дори да можем да ги засечем. Като че ли Вселената си играе на криеница със себе си в най-малките мащаби, които можем да си представим.
Преди близо 90 години Вернер Хайзенберг (да, онзи Хайзенберг от квантовата физика) предсказа това странно поведение. А сега екип от изследователи може би е хванал тези призрачни частици в действие.
Магнетарът: Космическа лаборатория на природата
За да търсят този квантов фантомен — наречен вакуумна двойно пречупваемост — учените се нуждаеха от нещо специално. Обикновените лаборатории на Земята просто не могат да създадат магнитни полета достатъчно силни, за да направят този ефект видим.
Но природата? Природата наистина се е постарала.
Запознайте се с магнетарите. Това са рядък тип неутронни звезди с магнитни полета толкова невероятно мощни, че са около 100 милиона пъти по-силни от всичко, което сме успели да създадем на Земята. Те са най-екстремните ускорители на частици във Вселената и се оказват перфектни за този експеримент.
Д-р Маркус Лауер от Университета Суинбърн за технологии и неговият международен екип насочиха уредите си към магнетар, наречен 1E 1547.0-5408 (именуване колкото креативно стига въображението на учените). Те използваха телескопа IXPE на НАСА и няколко други инструмента, за да изследват как се държи светлината от този космически звяр.
Магията: Как силните полета изкривяват светлината
Тук става наистина интересно. Според теорията, когато светлината преминава през област с изключително силно магнитно поле, онези виртуални частици, за които споменах, започват да правят нещо странно. Подреждат се покрай линиите на магнитното поле, почти като малки компаси.
Тази подредба влияе на начина, по който светлината се движи в пространството. Вместо да се движи право напред, светлината се пречупва — огъва се леко — в много специфична шарка. Това е частта с „двойно пречупваемостта". Представете си светлина, която минава през кристал и се разделя на различни пътища, но в този случай „празното пространство" само по себе си върши разделянето.
Екипът наблюдава две ключови следи, които показват, че са хванали този ефект в действие:
- Рентгенови лъчи от магнетара показват изключително високи нива на поляризация
- Посоката на поляризация остава свързана с магнитното поле точно както теорията предсказва
Защо това е важно (Много)
Ако тези резултати издържат по-нататъшна проверка, ние не просто потвърждаваме 90-годишна прогноза. Получаваме нов прозорец към това как всъщност работи квантовата Вселена.
„Този ефект никога не е бил категорично открит преди", каза д-р Лауер. И сега, благодарение на тези наблюдения, физиците най-накрая може да имат данните, необходими за тестване на теориите им при някои от най-екстремните условия, които Вселената може да предложи.
Екипът планира да събере повече наблюдения и да проведе по-сложни компютърни симулации, за да потвърди дали този сигнал наистина е вакуумна двойно пречупваемост или просто друг космически феномен, който се представя за такъв.
Като цяло
Красивото в науката е това: дори нещо толкова фундаментално като „празното пространство" все още крие тайни, които едва започваме да разкриваме. Вселената не спира да ни напомня, че реалността е по-странна и по-чудесна от най-дивите ни въображения.
И кой знае? Може един ден и ние да овладеем тези квантови ефекти. Дотогава ще продължим да наблюдаваме магнетарите да вършат своето — доказвайки, че понякога най-мощните „лаборатории" в космоса са тези, които природата е построила съвсем сама.
Източник: ScienceDaily