Oamenii de știință britanici au descoperit că lumina poate „genera spontan” în vecinătatea unor stele mari de neutroni și a găurilor negre datorită interacțiunilor cuantice dintre vidul și razele cosmice care trec prin ea. Descoperirile lor au fost prezentate în revista Physical Review Letters.
Astăzi, oamenii de știință consideră că vidul, contrar credințelor noastre comune, nu este întruchiparea goliciunii absolute și doar a unui spațiu gol. Reprezintă, în conformitate cu legile fizicii cuantice, o „mare” permanent agitată a unui număr infinit de perechi de particule și antiparticule virtuale care se nasc constant și se autodistrug. Potrivit fizicienilor, interacțiunea lor ar trebui să aibă un efect special asupra comportamentului atomilor și a luminii.
De exemplu, această „mare” cuantică ar trebui să aibă un efect special asupra polarizării luminii în prezența unor câmpuri magnetice puternice, determinând-o să se împartă și să polarizeze în același mod în care lumina se comportă în unele cristale, determinând-o să se împartă în două fascicule. Oamenii de știință vorbesc despre existența unui astfel de efect încă din anii treizeci ai secolului trecut, dar nu au reușit să-l înregistreze până acum.
Astăzi, astronomii încearcă să găsească urme ale existenței sale prin observarea semnalelor radio și a altor tipuri de radiații care provin din pulsars, „stele moarte” cu câmpuri magnetice extrem de puternice.
Noble și colegii săi au descoperit o altă manifestare curioasă a modului în care o „mare” de particule inexistente care locuiește în golul vidului se poate manifesta în lumea reală, analizând ce se întâmplă cu particulele încărcate care trec prin vecinătatea „stelelor moarte”.
Oamenii de știință au atras atenția asupra faptului că fluctuațiile cuantice ale vidului și câmpurile magnetice puternice ale pulsarelor vor afecta nu numai comportamentul particulelor de lumină, ci într-un mod special „încetinește” mișcarea diferitelor raze cosmice, accelerate până la viteze aproape de lumină.
Acest proces, explică Noble, va fi foarte similar în esență cu un efect curios descoperit de fizicienii sovietici în urmă cu aproape o sută de ani. În 1934, Pavel Cherenkov și Sergei Vavilov au observat, în timp ce experimentau radiații gamma, că atunci când ajunge într-un lichid, provoacă o strălucire slabă, dar clar vizibilă din cauza faptului că razele gamma elimină electronii și le accelerează la viteze care depășesc viteza luminii în apă.
Multă vreme, fizicienii nu au crezut că radiațiile din Cherenkov pot apărea sub vid, deoarece viteza luminii din ea nu poate fi depășită. Calculele fizicienilor britanici arată că această regulă este încălcată atunci când o rază cosmică sau un fascicul de particule accelerate lovește în vecinătatea unui pulsar sau a unui impuls de lumină dintr-un laser super-puternic.
Video promotional:
În ultimul caz, după cum observă fizicienii, este necesar să se construiască un laser extrem de puternic capabil să accelereze electronii la energii care depășesc 1,3 teraelectronvolți, ceea ce până acum numai cei mai puternici colizori pot face. Astfel de surse de lumină, recunoaște Noble, nu vor fi construite nici în viitorul îndepărtat.
Din acest motiv, oamenii de știință propun să caute urme ale existenței acestui fenomen în vecinătatea pulsarelor, ale căror câmpuri magnetice sunt cu aproximativ cinci ordine de mărime mai puternice decât acele câmpuri electrice care generează cele mai puternice lasere existente sau aflate în construcție.
Potrivit autorilor articolului, aproape toată radiația gamma cu energie mare emanată din pulsaerele milisecunde poate fi generată de interacțiuni cuantice similare între vidul și razele cosmice cu energie mare.
Se poate găsi această lumină „spontană”? Potrivit lui Noble și colegilor săi, astrofizicienii ar fi putut deja să detecteze urme ale existenței sale. Cert este că, în 2009, telescopul cu raze gamma Fermi a arătat că centrul Căii Lactee produce o cantitate neobișnuit de mare de radiații gamma, a căror luminozitate în partea cu energie mare a spectrului depășea semnificativ valorile teoretic prezise.
Apoi, oamenii de știință au crezut că descompunerea particulelor de materie întunecată ar fi putut-o genera, dar ulterior astronomii s-au îndoit de acest lucru, nefiind găsit un astfel de exces de radiații în galaxia vecină, Nebula Andromeda. Fizicienii britanici presupun că a fost generată nu de această substanță invizibilă, ci de fenomenul pe care l-au descoperit.
