Фізики виявили віртуальні частинки, що існують в порожнечі фізичного світу, згідно квантової теорії поля

Шведські вчені провели дивний експеримент: якщо говорити спрощено, вони витягли світло з вакууму, а саме проявили віртуальні частинки, що існують в порожнечі фізичного світу, згідно квантової теорії поля.

У 1948 році голландський теоретик Хендрік Казимир припустив, що існування невловимих віртуальних частинок можна було б виявити, наприклад, за допомогою двох дуже близько розташованих дзеркал. Так як кількість частинок, які зможуть «поміститися» між ними, обмежена, частинки, що народжуються поза отвору, будуть здавлювати дзеркала, як би примушуючи їх з’єднатися.

Це явище було названо ефектом Казимира. Більш-менш точні вимірювання, доводять його існування, були проведені наприкінці 90-х років минулого століття.

Пізніше був придуманий інший можливий експеримент. Згідно теоретичним викладкам, схоже явище можна було б спостерігати, якщо б вдалося розігнати дзеркало у вакуумі до швидкості світла (в ідеалі).

В ході руху його поверхню поглинала б енергію віртуальних частинок, а потім випускала б її у вигляді реальних фотонів. Але провести цей досвід непросто.

Пер Делсинг (Per Delsing) і його колеги з технологічного університету Чалмерса вирішили проблему, використовуючи СКВІД.

Ці надпровідні квантові інтерферометри вкрай чутливі до впливу магнітного поля. Видозмінивши СКВІД належним чином, фізики отримали свого роду дзеркало, яке під впливом мінливого магнітного поля почало коливатися з частотою кілька мільярдів разів на секунду. В результаті «дзеркало» рухалася зі швидкістю еквівалентної 5% швидкості світла.

 


Ліворуч — схема пристрою (світла частина виконана з алюмінію, темна — з кремнію), праворуч – мікрофотографія СКВИДа. CPW – вихідна лінія, керуюча — підведена зверху. Коливання проводилися з частотою 12 гігагерц, при цьому температура становила 50 милликельвинов (фото ArXiv.org).

Цього виявилося достатньо для того, щоб спостерігати динамічний ефект Казимира: СКВІД випускав потік мікрохвильових фотонів, причому їх частота була дорівнює половині частоти коливання «дзеркала». Саме такі дані пророкувала квантова теорія.

У разі підтвердження, нинішній експеримент може стати цікавою демонстрацією законів квантової механіки. До того ж він, можливо, спонукає інших вчених на створення високошвидкісної микромеханической металевої версії, яка буде викидати з вакууму детектируемый світло.

Препринт статті авторів досвіду поки опублікований на сайті ArXiv.org. Однак до дослідження щосили придивляється Nature. Тим часом учені планують презентувати свою роботу на семінарі, присвяченому даному ефекту, International Workshop on Dynamical Casimir Effect, який пройде з 6 по 8 червня в італійській Падуї.

Залишити відповідь

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