Svetlo z vákua
19.11.2011 22:10:11 | QChalmers, Physorg | Počet zobrazení: 2469x
Vedci z Chalmersovej technickej univerzity vo Švédsku vytvorili svetlo z vákua. Potvrdili tak predpoveď spred 40 rokov. Svoje výsledky publikovali v časopise Nature. Vedcom sa počas experimentu podarilo zachytiť fotóny, ktoré sa neustále zjavujú a miznú vo vákuu.
Experiment je založený na jednom z najzvláštnejších princípov kvantovej mechaniky: že vákuum neznamená vždy úplne nič. V skutočnosti je vákuum plné rôznych častíc, ktoré sústavne prechádzajú medzi stavmi jestvovania a nejestvovania. Objavia sa, existujú malý moment a potom sa znova stratia. Zvyčajne ich v teórii označujú ako virtuálne častice.
Christopher Wilson a jeho spolupracovníci dokázali primäť fotóny k zmene ich virtuálneho stavu tak, že sa z nich stali reálne fotóny, čiže merateľné svetlo. To predpovedal už Moore v roku 1970. Tvrdil, že fotóny takto získame, ak sa virtuálne fotóny budú odrážať od zrkadla pohybujúceho sa takmer rýchlosťou svetla. Fenomén známy ako Casimirov efekt ako prví pozorovali práve švédski vedci.
„Pretože nie je možné pohybovať zrkadlom tak vysokou rýchlosťou, vyvinuli sme inú metódu na dosiahnutie rovnakého efektu,“ povedal Per Delsing, jeden z výskumníkov. „Namiesto zmeny fyzickej vzdialenosti zrkadla sme menili elektrickú vzdialenosť krátkeho obvodu, ktorý fungoval ako zrkadlo pre mikrovlny.
„Zrkadlo“ sa skladalo z tzv. SQUID komponentu, ktorý je veľmi citlivý na magnetické pole. Zmenou smeru magnetického poľa niekoľko miliárd ráz za sekundu, vibrovalo zrkadlo rýchlosťou rovnou približne štvrtine rýchlosti svetla.
„Výsledkom bolo, že fotóny sa vo vákuu objavili v pároch, ktoré sa dali zmerať vo forme mikrovlnnej radiácie,“ povedal Delsing. „Dokázali sme tiež zistiť, že žiarenie má presne tie isté vlastnosti, aké predpovedala kvantová teória.“
Podľa vedcov by sa dali z vákua získať aj elektróny a protóny, bolo by ale na to treba oveľa viac energie, pretože tieto časticu majú na rozdiel od fotónu hmotnosť.
Hlavným prínosom experimentu je, že prispieva k pochopeniu základných princípov fyziky, v tomto prípade fluktuácií vo vákuu. Vedci predpokladajú, že tieto fluktuácie súvisia s „tmavou energiou“, ktorá riadi zrýchľujúce sa rozpínanie vesmíru. Práve objav tohto zrýchlenia získal v tomto roku Nobelovu cenu za fyziku.