Свет пульсара помог ученым доказать, что вакуум не является пустым
Необычная поляризация света пульсара в созвездии Южной Короны указала на то, что вакуум не является пустым пространством с точки зрения квантовой физики и что он заполнен постоянно рождающимися и исчезающими виртуальными частицами и античастицами, говорится в статье, опубликованной в журнале MNRAS.
"В соответствии с теорией квантовой электродинамики, вакуум в сильном магнитном поле ведет себя как призма, расщепляющая свет на две составляющие. Этот эффект называется "двойным преломлением вакуума". Ту высокую линейную поляризацию света пульсаров, которую мы измерили, невозможно объяснить никак иначе, если мы не будем учитывать существование этого эффекта", - заявил Роберто Миньяни (Roberto Mignani) из Института астрофизики в Милане (Италия).
Сегодня ученые считают, что вакуум, вопреки нашим обыденным представлениям, не является воплощением абсолютной пустоты и просто пустым местом. Он представляет, в соответствии с законами квантовой физики, постоянно волнующееся "море" из бесконечного числа постоянно рождающихся и самоуничтожающихся пар виртуальных частиц и античастиц. Их взаимодействие, по мнению физиков, должно особым образом влиять на поведение атомов и света.
К примеру, это квантовое "море" должно особым образом влиять на поляризацию света при наличии сильных магнитных полей, заставляя его расщепляться и поляризоваться таким же образом, как свет ведет в себя в некоторых природных кристаллах, заставляющих его распасться на два луча. О существовании подобного эффекта ученые говорят с 30 годов прошлого века, однако им не удавалось его зафиксировать до настоящего времени.
Миньяни и его коллеги впервые смогли увидеть, как вакуум заставляет свет расщепиться на две половины, наблюдая за пульсаром RX J1856.5-3754 в созвездии Южной Короны при помощи телескопа VLT, установленного в высокогорной обсерватории Параналь в Чили.
Пульсары и нейтронные звезды представляют собой сверхплотные скопления материи, возникающие из останков крупных светил, исчерпавших свои запасы звездного горючего. Они являются источниками сверхмощных магнитных полей, в миллионы раз более мощных, чем в недрах и в окрестностях Солнца, что делает их идеальными "лабораториями" для изучения квантовых свойств вакуума.
Пульсар RX J1856.5-3754 расположен в всего в 400 световых годах от Земли и отличается относительно "тихим" нравом - он почти не излучает радиоволн и его не окружают остатки сверхновой, "фонящие" во всех диапазонах излучения. Это позволило европейским астрономам увидеть его при помощи оптического телескопа и измерить поляризацию его свечения.
Как оказалось, свет данной нейтронной звезды был линейно поляризован на 11-21%, что, по словам астрофизиков, было бы невозможно, если бы вакуум в окрестностях пульсара не обладал "светорасщепляющими" свойствами, предсказываемыми теорией квантовой электродинамики.
Дальнейшие наблюдения за этим эффектом, как надеются ученые, помогут использовать его для изучения "атмосферы" нейтронных звезд и изучения тайн того, как устроены их недра, состоящие из экзотических форм материи.
