Vakuumska birefringenca je zelo nenavaden kvantni pojav, ki so ga opazili le na atomski ravni. Teoretično se lahko pojavi na primer v bližini nevtronskih zvezd. Zaradi prisotnosti zelo močnih magnetnih polj se lahko regije, ki se pojavljajo in izginjajo, v kaotičnem pogledu v bližini takšnih zvezd.
V tridesetih letih prejšnjega stoletja sta nemška fizika Werner Heisenberg in Hans Heinrich Oyler razvila teorijo, da se lahko magnetizirani vakuum obnaša kot prizma glede na svetlobo, ki prehaja skozi njo.
Pred kratkim so bili znanstveniki z italijanskega nacionalnega inštituta za astrofiziko in univerze Zelenogur (Poljska) priča tej nenavadni vakuumski lastnosti. S pomočjo zelo velikega teleskopa (VLT) Evropskega južnega observatorija so znanstveniki pod vodstvom Roberta Mignanija opazovali zvezdo RX J1856.5-3754, ki se nahaja 400 svetlobnih let.
Nevtronske zvezde so ponavadi zelo kompaktne, vendar več desetkrat bolj masivne od našega Sonca. Zaradi tega imajo zelo močna magnetna polja. Vakuum v svojem normalnem stanju (vsaj po Einsteinu in Newtonu) se ne manifestira v ničemer in svetloba se lahko širi skozi to brez sprememb. Vendar glede na kvantno elektrodinamiko (QED) je prostor napolnjen z neskončno pojavljajočimi in izginjajočimi virtualnimi delci. Zelo močna magnetna polja, kakršna so običajno v bližini nevtronskih zvezd, lahko spremenijo lastnosti vesolja.
Z novo opremo s čilskega zelo velikega teleskopa so raziskovalci lahko opazovali nevtronsko zvezdo v vidnem spektru in učinkovito potisnili meje obstoječe tehnologije opazovanja.
Študija zvezde RX J1856.5-375 je pokazala pomembno raven linearne polarizacije (16 odstotkov), ki so jo znanstveniki razlagali kot posledica učinka vakuumske dvoreznosti.
"Visoko stopnjo polarizacije, ki smo jo opazili pri VLT, je težko razložiti z našimi trenutnimi modeli, razen če govorimo o učinku vakuumske dvoreznosti, ki ga je pred 80 leti napovedovala kvantna elektrodinamika," pravi Mignani.
Zahvaljujoč bodočim in močnejšim teleskopom, je dejal Mignani, bodo znanstveniki lahko izvedeli več o tem nenavadnem kvantnem učinku z opazovanjem drugih nevtronskih zvezd.
Promocijski video:
"Meritve nivojev polarizacije s teleskopi nove generacije, na primer z istim evropskim ekstremnim velikim teleskopom ESOT (EELT), lahko igrajo ključno vlogo pri preizkušanju napovedi kvantne elektrodinamike pri vprašanju učinka vakuumskih dvoreznih žarnic v bližini večine nevtronskih zvezd," ugotavlja znanstvenik.
"To je prvič, da so bile te raziskave opravljene v vidnem spektru. Nadaljnja opazovanja se lahko izvedejo tudi v območju rentgenskih valovnih dolžin, "dodaja raziskovalka Kinwa Wu.
NIKOLAY HIZHNYAK