Birefringența în vid este un fenomen cuantic foarte neobișnuit care a fost observat doar la nivel atomic. În teorie, poate apărea, de exemplu, lângă stele cu neutroni. Datorită prezenței unor câmpuri magnetice foarte puternice, regiunile cu materii care apar și dispar, pot apărea în mod haotic în apropierea unor astfel de stele.
În anii 1930, fizicienii germani Werner Heisenberg și Hans Heinrich Oyler au dezvoltat teoria conform căreia un vid magnetizat se poate comporta ca o prismă în raport cu lumina care trece prin el.
Mai recent, oamenii de știință de la Institutul Național Italian de Astrofizică și Universitatea Zelenogur (Polonia) au fost martorii acestei proprietăți neobișnuite de vid. Folosind telescopul foarte mare (VLT) al Observatorului European din Sud, oamenii de știință conduși de Roberto Mignani au observat steaua RX J1856.5-3754, situată la 400 de ani lumină.
Stelele neutronice sunt de obicei foarte compacte, dar de zeci de ori mai masive decât Soarele nostru. Din această cauză, au câmpuri magnetice foarte puternice. Un vid în starea sa normală (cel puțin în conformitate cu Einstein și Newton) nu se manifestă în niciun fel, iar lumina se poate propaga prin el fără nicio schimbare. Cu toate acestea, conform electrodinamicii cuantice (QED), spațiul este umplut cu particule virtuale care apar și dispar la nesfârșit. Câmpurile magnetice foarte puternice, cum ar fi cele întâlnite frecvent în apropierea stelelor neutronice, pot modifica proprietățile spațiului.
Folosind echipamente noi de la Telescopul foarte mare din Chile, cercetătorii au putut observa o stea de neutroni în spectrul vizibil, împingând eficient limitele tehnologiei de observare existente.
Un studiu al stelei RX J1856.5-375 a arătat un nivel semnificativ de polarizare liniară (16 la sută), pe care oamenii de știință l-au interpretat ca o consecință a efectului birefringenței în vid.
„Nivelul ridicat de polarizare pe care l-am observat cu VLT este foarte greu de explicat cu modelele noastre actuale, cu excepția cazului în care vorbim despre efectul birefringenței în vid, prevăzut în urmă cu 80 de ani de electrodinamica cuantică”, spune Mignani.
Datorită telescopurilor viitoare și mai puternice, a spus Mignani, oamenii de știință vor putea afla mai multe despre acest efect cuantic neobișnuit prin observarea altor stele cu neutroni.
Video promotional:
"Măsurătorile nivelurilor de polarizare folosind telescoape de nouă generație, de exemplu, același ESO European Extreme Large Telescope (EELT), poate juca un rol cheie în testarea previziunilor electrodinamicii cuantice în problema efectelor de birefringență în vid în apropierea majorității stelelor de neutroni", notează omul de știință.
„Este prima dată când această cercetare a fost realizată în spectrul vizibil. Alte observații pot fi efectuate și în domeniul lungimii de undă a razelor X”, adaugă cercetătorul Kinwa Wu.
NIKOLAY KHIZHNYAK
