Дослідники з Університету Аалто (Фінляндія) досягли успіху в експерименті дуже незвичайної природи

Вакуум не порожній: у ній постійно виникають і зникають віртуальні частинки. Зазвичай вони так і залишаються віртуальними: зобов’язані або повністю присвятити свій час якоїсь часткою, або розпастися, причому настільки швидко, що це, здавалося б, майже ніколи безпосередньо не впливає на реальні частинки. Маса і енергія таких віртуальних частинок не обмежені «зверху», хоча це і не порушує закону збереження енергії: час існування віртуальних частинок тим менший, чим більша їхня енергія. У зв’язку з цим до недавніх пір багато були схильні вважати віртуальні частинки існуючими скоріше в якості математичної абстракції, ніж чогось справжнього.

Ще кілька років тому ідея вилучення реальних частинок вакууму була чистою теорією. (Тут і нижче ілюстрації UA, UC.)

Фіни провели експеримент з рухомим дзеркалом, і він в черговий раз показав, що на практиці ці частинки можна перетворити на реальні. У досвіді використовувався масив з 250 СКВИДов — надпровідних квантових інтерферометрів, що лежать в основі МРТ (що застосовується для дослідження головного мозку).

Змінюючи магнітне поле в такому пристрої, можна регулювати в ньому швидкість світла (звичайно, не перевищуючи 299 792,458 км/с). З точки зору електромагнітного поля вакууму, випромінювання, що відображається такими СКВИДами, сприймає їх як рухається «дзеркала». «Якщо діяти швидко, можна не дати [віртуальним] часткам рекомбинироваться — і тоді вони трансформуються в реальні частинки, які можна зареєструвати», — зауважує доктор Сорін Параоану (Sorin Paraoanu), один з авторів даної роботи.

Загалом, при швидкій зміні швидкості поширення світла у масиві СКВИДов фізикам вдалося витягти з вакуумного квантового шуму фотони мікрохвиль. Теоретично найбільш масивні частинки вийдуть, якщо «дзеркало» рухати з колосальними прискореннями, але до такої експериментальної техніки нам поки далеко. Тому на цей раз були «матеріалізовані» фотони «всього лише» мікрохвильового випромінювання.

Частина експериментальної установки.

В майбутньому автори роботи мріють створити за допомогою таких експериментальних пристроїв штучний горизонт подій чорної діри і спостерігати виходить від нього легендарне випромінювання Хокінга.

Якщо це вдасться, такі експерименти можуть мати наріжне значення як для фізики, так і для космології.

Звіт про дослідження опублікований в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

Підготовлено за матеріалами Університету Аалто.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *