Физики подтвердили странную теорию: свет может возникать из ничего, как это может быть

Фото: ZME Science

Ученые с помощью моделирования доказали, что свет может возникать из пустоты вакуума. Теперь осталось подтвердить необычную теорию с помощью реальных экспериментов. Исследование опубликовано в журнале Communications Physics, пишет ZME Science.

Может показаться, что в пространстве между планетами и звездами существует абсолютно пустой вакуум, но он никогда не бывает по-настоящему пустым.

В мире квантовой физики вакуум, с точки зрения квантовой теории поля, является чем угодно, но не пустотой. Внутри находятся так называемые виртуальные частицы, то есть пары электрон-позитрон (последний является античастицей электрона). Эти пары появляются и исчезает так быстро, что их невозможно увидеть. Но если использовать мощный лазер, они могут стать видимыми.

Физики впервые создали моделирование того, как будет выглядеть процесс создания света из пустоты, сделав невидимые частицы наблюдаемыми.

Это моделирование является важным шагом вперед к экспериментальному подтверждению в реальных условиях одного из самых странных предсказаний квантовой электродинамики. Согласно этой теории, свет может взаимодействовать сам с собой в вакууме, создавая новые лучи из ничего.

Моделирование помогло физикам увидеть в реальном времени квантовые вакуумные эффекты. В моделировании сфокусированные и достаточно интенсивные лазерные лучи могут приводить в действие виртуальные частицы и заставлять фотоны, то есть частицы света, рассеиваться друг от друга. Это моделирование того, что некоторые физики до сих пор считают невозможным.

В основе моделирования лежит квантовое явление, известное как вакуумное четырехволновое смешивание. В классической физике лучи света проходят друг сквозь друга без помех. Но в квантовом вакууме, наполненном виртуальными частицами, которые то появляются, то возникают, интенсивные электромагнитные поля могут изменить это поведение.

Физики показали, как три пересекающихся виртуальных лазерных луча могут спровоцировать появление четвертого луча, исключительно из измененного вакуума.

Моделирование подтверждает то, что давно предсказывала теория и показывает путь к экспериментальной проверке в реальном мире.

Ученые говорят, что моделирование прокладывает путь для открытия новой физики. Его можно адаптировать для поиска экзотических частиц, таких как аксионы, из которых, как считается, может состоять темная материя. Эти частицы могут изменять поведение света в вакууме.

Карпова Рада
Журналист AOinform