Vakuumska bifrefencija vrlo je neobična kvantna pojava koja je zabilježena samo na atomskoj razini. U teoriji, može se dogoditi, na primjer, u blizini neutronskih zvijezda. Zbog prisutnosti vrlo moćnih magnetskih polja, regije s materijama koje se pojavljuju i nestaju mogu se pojaviti na kaotičan način u blizini takvih zvijezda.
U 1930-ima njemački fizičari Werner Heisenberg i Hans Heinrich Oyler razvili su teoriju da se magnetizirani vakuum može ponašati poput prizme u odnosu na svjetlost koja prolazi kroz njega.
U novije vrijeme, znanstvenici Talijanskog nacionalnog instituta za astrofiziku i Sveučilište Zelenogur (Poljska) bili su svjedoci ovog neobičnog svojstva vakuuma. Koristeći vrlo veliki teleskop (VLT) Europskog opservatorija na jugu, znanstvenici pod vodstvom Roberta Mignanija promatrali su zvijezdu RX J1856.5-3754, udaljenu 400 svjetlosnih godina.
Neutronske zvijezde su obično vrlo kompaktne, ali nekoliko desetaka puta masivnije od našeg Sunca. Zbog toga imaju vrlo moćna magnetska polja. Vakuum se u svom normalnom stanju (barem prema Einsteinu i Newtonu) ne manifestira ni na koji način i svjetlost se može širiti kroz njega bez ikakvih promjena. Međutim, prema kvantnoj elektrodinamici (QED), prostor je ispunjen beskrajno pojavljujućim se i nestajućim virtualnim česticama. Vrlo moćna magnetska polja, poput onih koja se obično nalaze u blizini neutronskih zvijezda, mogu promijeniti svojstva svemira.
Koristeći novu opremu čileanskog vrlo velikog teleskopa, istraživači su uspjeli promatrati neutronsku zvijezdu u vidljivom spektru, učinkovito pomičući granice postojeće promatračke tehnologije.
Istraživanje zvijezde RX J1856.5-375 pokazalo je značajnu razinu linearne polarizacije (16 posto), što su znanstvenici protumačili kao posljedicu djelovanja vakuumske birefringence.
"Visoku razinu polarizacije koju smo primijetili s VLT-om vrlo je teško objasniti s našim trenutnim modelima, osim ako ne govorimo o učinku vakuumske bifrefencije predviđenom prije 80 godina kvantnom elektrodinamikom", kaže Mignani.
Zahvaljujući budućim i snažnijim teleskopima, rekao je Mignani, znanstvenici će moći naučiti više o ovom neobičnom kvantnom učinku promatranjem drugih neutronskih zvijezda.
Promotivni video:
"Mjerenja razine polarizacije pomoću teleskopa nove generacije, na primjer, istog ESO-jevog ekstremnog velikog teleskopa (EELT), mogu igrati ključnu ulogu u ispitivanju predviđanja kvantne elektrodinamike u pitanju učinaka vakuumske bifrefencije u blizini većine neutronskih zvijezda", primjećuje znanstvenik.
„Ovo je prvi put da je ovo istraživanje učinjeno u vidljivom spektru. Daljnja zapažanja također se mogu provesti u rasponu valnih duljina rendgenskih zraka , dodaje istraživač Kinwa Wu.
NIKOLAY KHIZHNYAK