Britiske forskere har oppdaget at lys kan "spontant generere" i nærheten av store nøytronstjerner og sorte hull på grunn av kvanteinteraksjoner mellom vakuumet og kosmiske stråler som passerer gjennom det. Funnene deres ble presentert i tidsskriftet Physical Review Letters.
I dag mener forskere at vakuumet, i motsetning til vår vanlige tro, ikke er legemliggjøringen av absolutt tomhet og bare et tomt rom. I samsvar med lovene i kvantefysikken representerer han et konstant opprørt "hav" av et uendelig antall konstant fødte og selvdestruerende par virtuelle partikler og antipartikler. Deres samhandling skal ifølge fysikere ha en spesiell effekt på atferden til atomer og lys.
For eksempel skal dette kvante "havet" ha en spesiell effekt på polarisering av lys i nærvær av sterke magnetiske felt, og få det til å splitte og polarisere på samme måte som lys oppfører seg i noen krystaller, og får det til å dele seg i to bjelker. Forskere har snakket om eksistensen av en slik effekt siden trettiårene av forrige århundre, men de har ikke klart å registrere den før nå.
I dag prøver astronomer å finne spor etter dens eksistens ved å observere radiosignaler og andre typer stråling som kommer fra pulsarer, "døde stjerner" med ekstremt kraftige magnetfelt.
Noble og hans kolleger har oppdaget en annen nysgjerrig manifestasjon av hvordan et "hav" av ikke-eksisterende partikler som bebor tomrummet kan manifestere seg i den virkelige verden, og analysere hva som skjer med ladede partikler som passerer i nærheten av "døde stjerner".
Forskere trakk oppmerksomhet på det faktum at kvantumsvingninger i vakuumet og kraftige magnetiske felt av pulsarer ikke bare vil påvirke oppførselen til lyspartikler, men på en spesiell måte "bremse" bevegelsen til forskjellige kosmiske stråler, akselerert til nær lyshastigheter.
Denne prosessen, forklarer Noble, vil i hovedsak være veldig lik en underlig effekt som ble oppdaget av sovjetiske fysikere for nesten hundre år siden. Tilbake i 1934 la Pavel Cherenkov og Sergei Vavilov merke til, mens de eksperimenterte med gammastråling, at når den kommer i en væske, forårsaker det en svak, men tydelig merkbar glød i den på grunn av det faktum at gammastråler slår ut elektroner og akselererer dem til hastigheter som overskrider lysets hastighet vann.
I lang tid trodde ikke fysikere at Cherenkov-stråling kan oppstå i et vakuum, siden lysets hastighet ikke kan overskrides. Beregninger fra britiske fysikere viser at denne regelen brytes når en kosmisk stråle eller en stråle av akselererte partikler treffer nærområdet til en pulsar eller en lyspuls fra en superkraftig laser.
Salgsfremmende video:
I sistnevnte tilfelle, som fysikere bemerker, er det nødvendig å bygge en ekstremt kraftig laser som er i stand til å akselerere elektroner til energier som overstiger 1,3 teraelektronvolt, som foreløpig bare de kraftigste kolliderne kan gjøre. Slike lyskilder, innrømmer Noble, vil ikke bli bygget selv i fjern fremtid.
Av denne grunn foreslår forskere å lete etter spor etter eksistensen av dette fenomenet i nærheten av pulsarer, hvis magnetiske felt er omtrent fem størrelsesordener sterkere enn de elektriske felt som genererer de kraftigste lasere som eksisterer eller er under bygging.
I følge forfatterne av artikkelen kan nesten alle høyenergi-gammastråler som stammer fra millisekund pulsarer, genereres ved lignende kvanteinteraksjoner mellom vakuum og kosmiske stråler med høy energi.
Kan dette "spontane" lyset bli funnet? I følge Noble og hans kolleger kan astrofysikere allerede ha oppdaget spor av dens eksistens. Faktum er at Fermi gammastråle-teleskop i 2009 viste at sentrum av Melkeveien produserer en uvanlig stor mengde gammastråling, hvor lysstyrken i den høye energidelen av spekteret betydelig oversteg de teoretisk forutsagte verdiene.
Da trodde forskere at forfall av mørk materiepartikler kunne ha generert det, men senere astronomer tvilte på dette, etter å ikke ha funnet et slikt overskudd av stråling i nabogalaksen, Andromeda-tåken. Britiske fysikere antar at det ikke ble generert av dette usynlige stoffet, men av fenomenet de oppdaget.
