A vákuum kettős törése nagyon szokatlan kvantum jelenség, amelyet csak atomi szinten figyeltünk meg. Elméletileg ez előfordulhat például neutroncsillagok közelében. A nagyon erős mágneses mezők jelenléte miatt a megjelenő és eltűnő anyaggal rendelkező régiók kaotikus módon jelenhetnek meg az ilyen csillagok közelében.
Az 1930-as években a német fizikusok, Werner Heisenberg és Hans Heinrich Ouler kifejlesztették azt az elméletet, miszerint a mágnesezett vákuum prizmaként viselkedhet a rajta áthaladó fény tekintetében.
A közelmúltban az Olasz Asztrofizikai Intézet és a lengyel Zelenogur Egyetem tudósai voltak szemtanúi ennek a szokatlan vákuum tulajdonságnak. Az Európai Déli Obszervatórium nagyon nagy távcsövével (VLT) a Roberto Mignani vezetésével a tudósok megfigyelték az RX J1856.5-3754 csillagot, amely 400 fényév távolságra található.
A neutroncsillagok általában nagyon kompaktok, de több tucatszor masszívabbak, mint a Napunk. Emiatt nagyon erős mágneses tereik vannak. A vákuum normál állapotában (legalábbis Einstein és Newton szerint) semmilyen módon nem manifesztálódik, és a fény bármilyen változás nélkül átterjedhet rajta. A kvantum-elektrodinamika (QED) szerint a teret azonban végtelenül megjelenő és eltűnő virtuális részecskék töltik meg. A nagyon erős mágneses mezők, például a neutroncsillagok közelében általában megváltoztathatják a tér tulajdonságait.
A Chilei Nagyon Nagy Teleszkóp új felszerelésével a kutatók képesek voltak megfigyelni egy neutroncsillagot a látható spektrumban, hatékonyan tolva a meglévő megfigyelő technológia határait.
Az RX J1856.5-375 csillag vizsgálata a lineáris polarizáció szignifikáns szintjét (16 százalék) mutatta, amelyet a tudósok a vákuum kettős törés hatásaként értelmeztek.
"A magas polarizációs szintet, amelyet a VLT-vel megfigyeltünk, nagyon nehéz megmagyarázni jelenlegi modelljeinkkel, hacsak nem a vákuum kettős törés hatásáról beszélünk, amelyet a kvantum-elektrodinamika 80 évvel ezelőtt előre jelezte" - mondja Mignani.
Mignani szerint a jövőbeli és erősebb távcsöveknek köszönhetően a tudósok további neutroncsillagok megfigyelésével megismerhetik ezt a szokatlan kvantumhatást.
Promóciós videó:
"A polarizációs szintek új generációs távcsövekkel történő mérése, például ugyanaz az ESO európai szélsőséges nagy távcső (EELT), kulcsszerepet játszhat a kvantum-elektrodinamika előrejelzéseinek tesztelésében a legtöbb neutroncsillag közelében lévő vákuum kettős töréshatások szempontjából" - jegyzi meg a tudós.
„Ez az első alkalom, hogy ezt a kutatást a látható spektrumban végezték el. További megfigyelések elvégezhetők a röntgenhullámhossz-tartományban is”- tette hozzá Kinwa Wu kutató.
NIKOLAY KHIZHNYAK
