Новости Физика: «Пустое» пространство оказалось не пустым — подтверждена 90-летняя теория Гейзенберга

[vitel59]

18 августа ScienceDaily сообщило о потенциальном научном прорыве: учёные, изучающие колоссальные магнитные поля магнетаров, возможно, наконец получили доказательства того, что «пустое» космическое пространство на самом деле заполнено сложными квантовыми структурами . Речь идёт о явлении, известном как вакуумное двулучепреломление — эффекте, предсказанном ещё в 1936 году Вернером Гейзенбергом и его учеником Гансом Эйлером .

Согласно квантовой механике, идеальный вакуум не является абсолютно пустым. В нём постоянно возникают и исчезают так называемые виртуальные частицы — электроны и позитроны, которые существуют лишь доли секунды . В обычных условиях этот «кипящий» фон незаметен. Однако в присутствии сверхсильного магнитного поля эти частицы выстраиваются вдоль силовых линий и начинают вести себя как кристаллическая призма — они взаимодействуют со светом, изменяя его поляризацию .

Проблема в том, что для наблюдения этого эффекта требуется магнитное поле, которое более чем в 100 миллионов раз сильнее любого, созданного на Земле . К счастью, природа предоставила учёным готовые лаборатории — магнетары, редкий тип нейтронных звёзд с самыми мощными магнитными полями во Вселенной.

Международная команда исследователей, включая доктора Маркуса Лоуэра из Технологического университета Суинберна, изучила магнетар 1E 1547.0-5408 . Наблюдения велись с помощью рентгеновского телескопа NASA IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer), поддержанные телескопом NICER на борту МКС и австралийским радиотелескопом Murriyang (обсерватория Паркса) . Учёные впервые провели скоординированные радио- и рентгеновские поляризационные измерения этого магнетара .
Исследователи обнаружили два ключевых признака, указывающих на вакуумное двулучепреломление :

1. Чрезвычайно высокая поляризация рентгеновского излучения — она оказалась почти в три раза выше, чем предсказывают стандартные модели излучения с поверхности нейтронной звезды, и превышала показатели аналогичных источников .
2. Направление поляризации оставалось привязанным к магнитному полю звезды точно так же, как и в радиодиапазоне, что указывает на единый физический механизм .

Как пояснил доктор Лоуэр: «Из-за силы магнитного поля виртуальные частицы Гейзенберга выстраиваются вдоль направления поля» . Команда также установила, что магнитная и вращательная оси 1E 1547 почти совпадают, а звезда наблюдается почти с полюса — это дало учёным идеальный ракурс для поиска эффекта .

Результаты были опубликованы в журнале Nature . Если интерпретация подтвердится, это станет первым прямым доказательством того, что вакуум обладает измеримыми физическими свойствами .

 

[ForumOK]

Очень крутая новость, если это подтвердится. Больше всего впечатляет даже не сам факт “нашли эффект”, а то, что наконец-то удалось подступиться к настолько старому предсказанию квантовой электродинамики в реальных астрофизических условиях.

По сути речь о том, что вакуум перестаёт быть “ничем” в бытовом смысле и начинает вести себя как среда с наблюдаемыми свойствами. Это звучит почти философски, но тут как раз красота в том, что проверяется не словами, а поляризацией света и конкретными измерениями.

Отдельно показательно, что обычная лаборатория на Земле для такого просто слабовата, и поэтому роль стенда выполняет магнетар. Вселенная, как обычно, построила установку, которую человечество пока не может собрать само.

Но всё равно стоит дождаться независимых подтверждений и проверки альтернативных объяснений. В таких результатах самое важное — чтобы эффект воспроизвели на других объектах и чтобы модели поверхности/магнитосферы нейтронной звезды не объяснили это проще. Тогда это будет уже совсем серьёзная история.