За първи път „видяха“ квантовите колебания на вакуума
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:23
Физици от Германия заявиха, че са успели да фиксират как така наречените квантови флуктуации на вакуума влияят на поведението и движението на лъч светлина през празно пространство, става ясно от статия, публикувана в сп. Science.
Днес физиците смятат, че вакуумът не се явява абсолютно празно и безжизнено пространство – в съответствие със законите на квантовата физика в него би трябвало непрекъснато да се раждат и разрушават двойки частици и античастици. Тяхната поява и изчезване трябва да влияят на процесите, които протичат в микро- и макросвета.
Пример за това, както смятат повечето физици днес, се явява така нареченият ефект на Казимир – феномен на привличане помежду си на два метални фрагмента, плаващи на неголямо разстояние един от друг във вакуум, под действието на тези флуктуации в енергията на вакуума, пораждани от тези двойки частици. Съществуването на този ефект е било потвърдено окончателно през 2011 и 2012 г.
Както обясняват Дмитрий Селецки и Андрей Москаленко от университета на Констанц (Германия), физиците отдавна се опитват да „уловят“ и „почувстват“ тези флуктуации, тъй като те могат да разкажат как се е формирала Вселената, какво всъщност представлява фалшивият вакуум, в който живеем, и да разкрият други тайни на света.
Селецки, Москаленко и техните колеги открили начин да измерят как подобни колебания влияят върху околния свят, използвайки особен електрооптичен кристал, и два лазера, изпускащи лъчи с вертикална и хоризонтална поляризация.
Пречупващите свойства на този кристал според авторите много силно зависят от това, в каква посока се колебае електрическото поле на вълните светлина, преминаващо през него. Благодарение на това успоредни лъчи с вертикална и хоризонтална поляризация ще се движат в различни посоки след прелитането през даденото устройство.
Както предположили физиците, квантовите флуктуации на вакуума ще влияят на това, как този кристал ще пропуска през себе си подобни лъчи, като слабо променят посоката на движение на импулсите светлина след излизането от кристала.
Схема на експеримента. © Riek et al. / Science 2015
Учените проверили тази идея, пропускайки вертикален и хоризонтален лъч едновременно през кристала, което трябвало да накара първия импулс да се „завърти“ в идеална спирала.
Флуктуациите на вакуума, според физиците, трябва да внасят изкривявания в нея, а тяхната сила трябва да е висока за късите импулси светлина, и почти незабележима за дългите лъчи електромагнитни вълни.
Според авторите на статията те са успели да открият такива изкривявания, което означава, че са станали първите физици, които са успели пряко да изучат квантовите флуктуации на вакуума.
Редица експерти, попитани от сп. Science, не са много съгласни с това, тъй като не са убедени, че екипът на Селецки и Москаленко са успели да измерят флуктуациите на вакуума, а не някакви квантови колебания, съществуващи в самия кристал.
