Převratný objev: Magnetar odhalil, že zdánlivě prázdný vesmír je plný virtuálních částic

Vědci možná konečně prokázali, že „prázdný“ vesmír není ve skutečnosti prázdný. Kolosální magnetické pole magnetaru totiž zřejmě odhalilo kvantový jev, který předpověděl Werner Heisenberg před téměř 90 lety. Tento jev naznačuje, že zdánlivě prázdný prostor mění chování světla.

Vědci možná konečně prokázali, že „prázdný“ vesmír není ve skutečnosti prázdný. Kolosální magnetické pole magnetaru totiž zřejmě odhalilo kvantový jev, který předpověděl Werner Heisenberg před téměř 90 lety. Tento jev naznačuje, že zdánlivě prázdný prostor mění chování světla. Pokud se objev potvrdí, mohl by nabídnout první přímý důkaz vakuové dvojlomnosti a otevřít nové možnosti pro studium zvláštní fyziky kvantového vakua.

Jev známý jako „vakuová dvojlomnost“ předpověděl před téměř 90 lety Werner Heisenberg, jeden z průkopníků kvantové mechaniky. Jeho práce naznačovala, že dokonalé vakuum není skutečně prázdné. Místo toho by mělo obsahovat „virtuální částice“, které se krátce objevují a zase mizí. Výzkumníci, včetně Dr. Marcuse Lowera ze Swinburne University of Technology, zkoumali tuto dlouhotrvající kvantovou záhadu studiem magnetaru, vzácného typu neutronové hvězdy, která má nejsilnější magnetická pole známá ve vesmíru.

Jejich pozorování mohou představovat první detekci vakuové dvojlomnosti, ke které dochází v mimořádně silném magnetickém poli magnetaru. Pokud se potvrdí, výsledek by mohl vědcům poskytnout nový způsob, jak zkoumat kvantový vesmír. Zjištění byla nedávno publikována v časopise Nature.

Jak extrémní magnetická pole mění světlo

Dle teorie může výjimečně silné magnetické pole ovlivnit moře virtuálních částic spojených s vakuem. Za těchto podmínek se očekává, že částice ovlivní způsob, jakým se světlo šíří, a specifickým způsobem ho lámou, čímž vytvářejí vakuovou dvojlomnost. Magnetary poskytují vzácnou příležitost k hledání tohoto jevu, protože jejich magnetická pole jsou dostatečně silná, aby předpovězené kvantové chování bylo potenciálně pozorovatelné.

Dr. Lower byl součástí mezinárodního výzkumného týmu, který studoval magnetar 1E 1547.0-5408 (zkráceně 1E1547) pomocí rentgenového polarimetrického průzkumníka IXPE NASA. Pozorování byla podpořena rentgenovým teleskopem NICER na palubě Mezinárodní vesmírné stanice a radioteleskopem Murriyang CSIRO, který vlastní a provozuje australská národní vědecká agentura.

Radiová pozorování shromážděná Dr. Lowerem pomocí Murriyangu, následovaná analýzou na superpočítači Ngarrgu Tindebeek Swinburne, pomohla výzkumníkům prozkoumat to, co by mohla být první přímá detekce tohoto dříve teoretického kvantového jevu. Ačkoli byla vakuová dvojlomnost předpovězena ve 30. letech 20. století, Dr. Lower uvedl, že vědci dosud nezískali definitivní detekci.

„Detekce vakuové dvojlomnosti vyžaduje magnetické pole, které je více než 100 milionkrát silnější než jakékoli, které jsme kdy vytvořili na Zemi. Naštěstí nám příroda poskytla magnetary, které jsou dokonalými kosmickými laboratořemi pro hledání tohoto jevu,“ řekl Dr. Lower.