Мы будем рады, если вы поддержите портал



Вконтакте Одноклассники Твиттер Фейсбук

красный зелёный голубой

Физики получили первое экспериментальное свидетельство двулучепреломления в вакууме

Физики получили первое экспериментальное свидетельство двулучепреломления в вакууме
ПОЛНЫЙ АНТИПАРАЗИТАРНЫЙ КОМПЛЕКТ (НА 10 ДНЕЙ ЧИСТКИ). ЛИМОННО ЭВКАЛИПТОВАЯ ЧИСТКА

Ученые из Италии, Польши и Великобритании предположительно нашли первоесвидетельство необычного квантового эффекта — двойного лучепреломления света ввакууме под воздействием сильных магнитных полей вблизи нейтронной звезды RX J1856.5-3754. Помнению авторов, экспериментальное наблюдение этого эффекта является прямымдоказательством справедливости квантовой электродинамики в пределе сильныхполей. Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the RoyalAstronomical Society, краткое ее описание доступно на сайте ЮжнойЕвропейской обсерватории.

Квантовая электродинамика — теория, объясняющая эффекты взаимодействияизлучения с веществом и заряженных частиц между собой, которая учитываетдискретность (квантуемость) свойств электромагнитного поля. Согласно этойтеории взаимодействие между, например, фотонами можно объяснить через ихпромежуточное взаимодействие с некими виртуальными частицами (парамичастица-античастица). Таким образом, вакуум не является абсолютно пустымпространством, если рассматривать его с точки зрения квантовой электродинамики.

В обычных условиях зафиксировать рождение этих виртуальных частицневозможно — пучки света малой интенсивности проходят друг через другапрактически без взаимодействия. Однако, как предсказывает теория, при энергиифотонов в несколько десятков тераэлектронвольт можно увидеть рассеяние одногопучка света на другом. Требуются огромные значения силы электрических илимагнитных полей (свет — это электромагнитная волна), чтобы рождение парывиртуальных частиц не прошло бесследно. Современный уровень технологий непозволяет их достигать.

Однако в природе есть объекты, генерирующие достаточно сильные поля. Впервую очередь, это пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звезды. Магнитныеполя пульсаров могут достигать индукции в миллиарды и триллионы тесла, в товремя как рекорд индукции поля, поставленный человеком лишь приближается котметке в 3 000 тесла (для импульсных полей) и порядка 100 Тесла для постоянныхмагнитов.

Явление двойного лучепреломления в вакууме можно пояснить на примере его«земного» аналога, наблюдаемого в нелинейных оптических кристаллах. Припрохождении поляризованного света через такой анизотропный кристалл (свойствакоторого различны по разным направлениям), как кальцит, он расщепляется на двалуча, имеющих разную поляризацию (поляризация представляет собой направленноеколебание векторов напряженностиэлектрического поля Eили напряженностимагнитного поля H). Что-то подобное может наблюдаться и в сверхсильных поляхв вакууме.

Авторы новой работы решили использовать магнитное поле нейтронных звезд дляисследования «оптических свойств» окружающего их вакуума. Ученые провелинаблюдения поляризованного света нейтронной звезды RXJ1856.5-3754 с помощью Очень Большого Телескопа (VLT — Very Large Telescope),расположенного в обсерватории Параналь в Чили. В результате анализа сигнала, собранного от пульсара,ученые обнаружили чрезвычайно высокую степень линейной поляризации светаизлучения от звезды — порядка 16 процентов. Ученые интерпретировали это какследствие эффекта вакуумного двойного лучепреломления в пространстве,окружающем пульсар RX J1856.5-3754.

Существуюти другие процессы, которые могут привести к поляризации света звезд в ходе егораспространения в космосе. Так, ученые тщательно проанализировали возможностидругих объяснений — например, поляризации при рассеянии на пылевых частицах. Нопринимая допущение, что вещество вблизи звезды не состоит из множества одинаковоориентированных частиц, степень поляризации благодаря этому эффекту можетдостигать лишь нескольких процентов. Тот факт, что плотность вещества вблизи пульсараRX J1856.5-3754 является достаточно низкой (это следует из других наблюдений),говорит в пользу того, что данный эффект не должен оказывать существенноговлияния на результат наблюдения.

«Исследование, выполненное на VLT — самое первоенаблюдательное подтверждение предсказаний эффектов квантовой электродинамики вкрайне сильных магнитных полях», — отмечает один из авторов работы, СильвияЗейн.

Пульсар RX J1856.5-3754 входит в группу нейтронныхзвезд, известную под названием Великолепной Семерки. Это изолированные нейтронныезвезды, не имеющие звездного компаньона, не излучающие, в отличие от пульсаров,радиоволн и не окруженные веществом, оставшимся после взрыва породивших ихсверхновых. Пульсар RX J1856.5-3754 расположен в 400 световых лет от Земли иявляется самым ярким объектом этой группы.

Екатерина Митрофанова

N+1

Поставьте оценку:
Рейтинг 0 (Проголосовало: 0)
Понравилось? Поделитесь с друзьями через кнопки социальных сетей!

Добавить страницу в закладки

0
10:21
28
Популярные видео каналы