Пустое пространство — иллюзия: учёные создали свет из абсолютной пустоты
NewsMakerЛазеры вызвали эффект, предсказанный десятилетия назад.
Учёные из Оксфордского университета показали на компьютере как можно вызвать появление света буквально из пустоты. Их работа вплотную подошла к одному из самых странных выводов квантовой физики о том что идеальный вакуум на самом деле не пуст.
В классическом понимании вакуум — это просто пространство без частиц и энергии, однако квантовая теория говорит о бесконечном кипении виртуальных электронов и позитронов которые вспыхивают и исчезают за доли секунды. Обычно их нельзя заметить, но при встрече с достаточно мощной энергией они способны проявиться. Этой энергией в модели стали три лазерных луча петаваттного уровня. Их перекрёстие должно поляризовать виртуальные частицы, после чего лучи смешиваются и рождают новые волны света хотя никакой материи в области взаимодействия нет.
Исследователи использовали программный пакет OSIRIS и провели детальные трёхмерные расчёты. Выяснилось что при правильной конфигурации лучи могут менять направление, складываться и даже создавать новые фотоны . Одновременно проявляется эффект вакуумного двулучепреломления когда поляризация света меняется так же как при прохождении через кристалл, только роль кристалла играет сам вакуум искривлённый силовыми полями. Подобное явление предсказывали десятилетиями, но увидеть хотя бы в симуляции удалось впервые.
Работа открывает перспективы для физики сверхвысоких энергий, новых лазерных технологий и поиска явлений за пределами Стандартной модели. Если удастся повторить её результаты в реальной лаборатории учёные смогут точнее изучить природу тёмной энергии структуру пространства-времени и поведение материи при экстремальных полях. Прямой эксперимент пока остаётся сложной задачей поскольку требуемая мощность лазеров настолько велика что способна испарить большинство материалов, а тонкие квантовые эффекты легко теряются на фоне обычного шума.
Поэтому виртуальные эксперименты сейчас особенно ценны. Они помогают точно определить какие параметры оборудования нужны до того как начнётся дорогостоящее и рискованное строительство установки. Команда уже планирует исследовать более сложные формы импульсов и рисунки пучков чтобы составить подробную карту для будущих испытаний.
Учёные из Оксфордского университета показали на компьютере как можно вызвать появление света буквально из пустоты. Их работа вплотную подошла к одному из самых странных выводов квантовой физики о том что идеальный вакуум на самом деле не пуст.
В классическом понимании вакуум — это просто пространство без частиц и энергии, однако квантовая теория говорит о бесконечном кипении виртуальных электронов и позитронов которые вспыхивают и исчезают за доли секунды. Обычно их нельзя заметить, но при встрече с достаточно мощной энергией они способны проявиться. Этой энергией в модели стали три лазерных луча петаваттного уровня. Их перекрёстие должно поляризовать виртуальные частицы, после чего лучи смешиваются и рождают новые волны света хотя никакой материи в области взаимодействия нет.
Исследователи использовали программный пакет OSIRIS и провели детальные трёхмерные расчёты. Выяснилось что при правильной конфигурации лучи могут менять направление, складываться и даже создавать новые фотоны . Одновременно проявляется эффект вакуумного двулучепреломления когда поляризация света меняется так же как при прохождении через кристалл, только роль кристалла играет сам вакуум искривлённый силовыми полями. Подобное явление предсказывали десятилетиями, но увидеть хотя бы в симуляции удалось впервые.
Работа открывает перспективы для физики сверхвысоких энергий, новых лазерных технологий и поиска явлений за пределами Стандартной модели. Если удастся повторить её результаты в реальной лаборатории учёные смогут точнее изучить природу тёмной энергии структуру пространства-времени и поведение материи при экстремальных полях. Прямой эксперимент пока остаётся сложной задачей поскольку требуемая мощность лазеров настолько велика что способна испарить большинство материалов, а тонкие квантовые эффекты легко теряются на фоне обычного шума.
Поэтому виртуальные эксперименты сейчас особенно ценны. Они помогают точно определить какие параметры оборудования нужны до того как начнётся дорогостоящее и рискованное строительство установки. Команда уже планирует исследовать более сложные формы импульсов и рисунки пучков чтобы составить подробную карту для будущих испытаний.