AD Orion

Astronomsko društvo Orion

Prvi znakovi neobičnog kvantnog svojstva praznog prostora ?

Posmatranja neutronske zvijezde pomoću VLT-a (Veoma veliki teleskop) su možda potvrdila 80-godišnje predviđanje o vakuumu. Proučavajući svjetlost koju emitiraju izuzetno guste i snažno namagnetisane neutronske zvijezde pomoću ESO-og Veoma Velikog Teleskopa, astronomi su možda otkrili prve posmatrane naznake neobičnog kvantnog efekta, koji je prvi put predviđen 1930. Polarizacija promatrane svjetlosti sugeriše da prazan prostor oko neutronske zvijezde podliježe kvantnom efektu poznatom kao vakuumska dvolomnost.

Izvor: ESO/L. Calçada

Izvor: ESO/L. Calçada

Tim na čelu s Robertom Mignanijem sa INAF u Milanu (Italija) i i ekipa sa Univerziteta Zielona Gora (Poljska), je koristio ESO Veoma veliki teleskop (VLT) na Paranal opservatoriji u Čileu za promatranje neutronske zvijezde RX J1856.5-3754 udaljene oko 400 svjetlosnih godina od Zemlje.
Unatoč tome što je među najbližim neutronskim zvijezdama, činjenica da ona emituje veoma malo svjetlosti je značilo da su astronomi mogli promatrati zvijezdu u vidljivom dijelu spektra samo pomoću FORS2 instrumenta na VLT-u, što je granica trenutne teleskopske tehnologije.

Izvor: ESO/Digitized Sky Survey 2

Izvor: ESO/Digitized Sky Survey 2

Neutronske zvijezde su vrlo gusti ostaci jezgri masivnih zvijezda – najmanje 10 puta masivnijih od našeg Sunca – koje su eksplodirale kao supernove na kraju svojih života. One također imaju ekstremno jaka magnetska polja, milijardu puta jača od Sunca, koja prožimaju vanjske površine i okolinu zvijezde.

Ova polja su tako jaka da čak mogu uticati na svojstva praznog prostora oko zvijezde. Obično se za vakuum misli da je potpuno prazan, a svjetlost može putovati kroz njega bez da se mijenja. međutim, u kvantnoj elektrodinamici (QED), kvantna teorija koja opisuje interakciju između fotona i nabijenih čestica poput elektrona, prostor je pun virtualnih čestica koje se pojavljuju i nestaju sve vrijeme. Vrlo jaka magnetska polja mogu mijenjati ovaj prostor, tako da on utiče na polarizaciju svjetlosti koja prolazi kroz njega.

Mignani objašnjava: “Prema QED, visoko magnetizirani vakuum ponaša se kao prizma za širenje svjetlosti, učinak poznat kao vakuumski dvolom”.

Među mnogim predviđanjima QED, vakuumska dvostruka refrakcija do sada nije imala direktnu eksperimentalnu potvrdu. Pokušaji detekcije u laboratorijama još nisu uspjela poslije  80 godina otkako je ovaj efekat predvidiđen u radu čiji su autori Werner Heisenberg (poznat po princip neodređenosti) i Hans Heinrich Euler.
“Ovaj efekt se može otkriti samo u prisustvu enormno jakih magnetskih polja, poput onih oko neutronskih zvijezde. Ovo pokazuje, još jednom, da su neutronske zvijezde neprocjenjivi laboratoriji u kojima se proučavaju temeljni prirodni zakoni.” kaže Roberto Turolla (Sveučilište u Padovi, Italija).

Izvor: ESO

Izvor: ESO

Nakon pažljive analize podataka sa VLT-a, Mignani i njegov tim su otkrili linearnu polarizaciju – u znatnoj mjeri od oko 16% – za koju oni kažu da je vjerovatno uzrokovana pojačanim učinkom vakuumskog dvoloma koji se javlja u području prazanog prostora koji okružuje RX J1856.5 -3754.

Vincenzo Testa (INAF, Rim, Italija) komentira: “To je objekt najslabije svjetlosti za koji je ikad izmjerena polarizacija. Za to je bio potreban jedan od najvećih i najučinkovitijih teleskopa na svijetu, VLT i precizne tehnike analize podataka kako bi se poboljšao signal sa tako “slabe” zvijezde. “

“Visoka linearna polarizacija koju smo izmjerili sa VLT-om se ne može lako objasniti našim modelima, osim ako nisu uključeni efekti vakuumskog dvolom-a predviđeni od strane QED”, dodaje Mignani.

“Ova VLT studija predstavlja prvu posmatranu potporu za predviđanja ove vrste QED efekata nastalih u iznimno jakim magnetskim poljima”, napominje Silvia Zane (UCL / MSSL, Velika Britanija).

Mignani je uzbuđen prospektom daljnjih poboljšanja u ovom području istraživanja koja bi mogla doći s naprednijim teleskopima: “Mjerenja polarizacija sa slijedećom generacijom teleskopa, kao što je ESO-ov “Europski Ekstremno Veliki Teleskop”, mogu igrati ključnu ulogu u testiranju QED učinaka vakuumskog dvoloma oko velikog broja drugih neutronskih zvijezda. “

“Ovo mjerenje, izvršeno je prvi put sada u vidljivom dijelu spektra, također utire put za slična mjerenja koja treba provesti na talasnim dužinama x-zraka”, dodaje Kinwah Wu (UCL / MSSL, Velika Britanija).

Prevod i prilagodba: Anes Krečo prema http://www.eso.org/public/news/eso1641/

Updated: November 30, 2016 — 9:07 pm
Astronomsko društvo Orion © 2016 Frontier Theme