Vakuumbrytning er et veldig uvanlig kvantefenomen som bare er observert på atomnivå. I teorien kan det for eksempel forekomme i nærheten av nøytronstjerner. På grunn av tilstedeværelsen av veldig kraftige magnetfelt, kan regioner med tilsynelatende og forsvinnende materiale vises på en kaotisk måte i nærheten av slike stjerner.
På 1930-tallet utviklet de tyske fysikerne Werner Heisenberg og Hans Heinrich Ouler teorien om at et magnetisert vakuum kunne oppføre seg som et prisme med hensyn til lys som passerer gjennom det.
Nyere har forskere fra det italienske nasjonale instituttet for astrofysikk og Zelenogur University (Polen) vært vitne til denne uvanlige vakuumegenskapen. Ved hjelp av Very Large Telescope (VLT) fra European Southern Observatory observerte forskere ledet av Roberto Mignani stjernen RX J1856.5-3754, som ligger 400 lysår unna.
Neutronstjerner er vanligvis veldig kompakte, men flere titalls ganger mer massive enn vår sol. På grunn av dette har de veldig kraftige magnetfelt. Et vakuum i normal tilstand (i det minste i følge Einstein og Newton) manifesterer seg ikke på noen måte, og lys kan forplante seg gjennom det uten endringer. Imidlertid, i følge kvanteelektrodynamikk (QED), er rommet fylt med uendelige virkelige partikler som vises og forsvinner. Svært kraftige magnetfelt, slik som de som ofte finnes i nærheten av nøytronstjerner, kan endre romets egenskaper.
Ved å bruke nytt utstyr fra Chiles Very Large Telescope, var forskere i stand til å observere en nøytronstjerne i det synlige spekteret, og effektivt presse grensene for eksisterende observasjonsteknologi.
En studie av stjernen RX J1856.5-375 viste et betydelig nivå av lineær polarisering (16 prosent), som forskere tolket som en konsekvens av effekten av vakuumfarlig nærhet.
"Det høye polarisasjonsnivået som vi observerte med VLT er veldig vanskelig å forklare med våre nåværende modeller, med mindre vi snakker om effekten av vakuumforekomst som var forutsagt for 80 år siden av kvanteelektrodynamikk," sier Mignani.
Takket være fremtidige og kraftigere teleskoper, sa Mignani, vil forskere kunne lære mer om denne uvanlige kvanteeffekten ved å observere andre nøytronstjerner.
Salgsfremmende video:
"Målinger av polarisasjonsnivåer ved bruk av nye generasjons teleskoper, for eksempel det samme ESOs European Extreme Large Telescope (EELT), vil være i stand til å spille en nøkkelrolle i å teste spådommene til kvanteelektrodynamikk angående virkningene av vakuumfrekvens nær de fleste nøytronstjerner," konstaterer forskeren.
“Dette er første gang denne forskningen blir gjort i det synlige spekteret. Ytterligere observasjoner kan også utføres i røntgenbølgelengdeområdet, legger forsker Kinwa Wu til.
NIKOLAY KHIZHNYAK
