Naučnici su, posmatrajući magnetar 1E 1547.0−5408, zabeležili izuzetno visok i stabilan stepen polarizacije X-zraka koji odgovara pojavi vakuumske birefringencije — efekta kojim jakom magnetnom polju menja brzinu različitih polarizacija svetlosti. Ovaj rezultat, objavljen u Nature, podržava predikcije kvantne elektrodinamike o ulozi prividnih elektron–pozitron parova u kvantnom vakuumu pri poljima reda 4.4 × 1013 gausa. Potrebna su dalja posmatranja i teorijska istraživanja kako bi se nalaz konačno potvrdio.
Magnetar Otkriva Da Vakuum Nije Potpuno Prazan — Snažni Dokazi Za Vakuumsku Birefringenciju
The Vacuum of Space Isn't Empty After Allolaser - Getty Images
Velika međunarodna grupa astrofizičara objavila je snažne dokaze da vakuum svemira nije sasvim prazan: posmatranja magnetara 1E 1547.0−5408 ukazuju na pojavu vakuumske birefringencije, kvantnog efekta predviđenog pre skoro jednog veka. Rad je objavljen u recenziranom časopisu Nature.
Šta je vakuumska birefringencija?
Birefringencija označava razdvajanje svetlosti u dva snopa sa različitim polarizacijama koje se prostiru različitim brzinama. Vakuumska birefringencija je isti efekat koji se događa u praznom prostoru pod vrlo jakim magnetnim poljem: različite polarizacije svetlosti „vide“ različit indeks prelamanja zbog polarizacije kvantnog vakuuma i prividnih elektron–pozitron parova.
Zašto je ovo važno?
Werner Heisenberg i Hans Euler su još 1936. formalno opisali kako kvantni vakuum sadrži prividne čestice koje u većini okolnosti ne ostavljaju trag. Međutim, kada magnetno polje dostigne kritičnu jačinu od oko 4.4 × 1013 gausa, ti prividni parovi počinju da utiču na polarizaciju prolazeće svetlosti — efekat koji je dosad bilo izuzetno teško direktno posmatrati.
Kako su došli do otkrića?
Istraživači su se fokusirali na magnetar 1E 1547.0−5408, objekat koji iskazuje snažno i trajno X-zračenje, emituje radio impulse i rotira svakih 2.09 sekundi. Tim je istovremeno upotrebio tri vrste instrumenata: radio-teleskop, opservatorijum za polarizaciju X-zraka (X-ray polarimeter) i teleskop za spektroskopiju, kako bi dobio što potpuniju sliku emisija.
Šta su zabeležili?
Ključna zapažanja su:
- Veoma visok i stabilan stepen polarizacije X-zraka, znatno veći nego kod sličnih objekata.
- Polarizacija ostaje konzistentna kroz celokupnu rotaciju magnetara, što ukazuje na snažan uticaj magnetosfere na oblikovanje svetlosti.
- U modelima posmatranja, magnetosferska vakuumska birefringencija prirodno objašnjava uočeno ponašanje polarizacije.
„Intenzivna magnetna polja — uporediva sa onim kod magnetara — značajno menjaju indekse prelamanja modaliteta polarizacije fotona i čine ih različitim: različite polarizacije se prostiru različitim brzinama.“
Ograničenja i naredni koraci
Iako su rezultati veoma obećavajući i predstavljaju snažan dokaz efekta u prirodnim uslovima, autori naglašavaju da je neophodno više nezavisnih merenja i teorijskih analiza. Dodatna posmatranja drugih magnetara i napredni polarimetarski instrumenti pomoći će da se potvrdi univerzalnost i kvantitativni detalji efekta.
Zaključak: Poslednje studije predstavljaju prvi ubedljiv korak ka direktnom potvrđivanju vakuumske birefringencije u ekstremnim magnetnim uslovima, što otvara mogućnost testiranja kvantne elektrodinamike u domenu visokih polja i doprinosi razumevanju ponašanja svetlosti u blizini najekstremnijih objekata u svemiru.
Pomozite nam da budemo bolji.
