ربما حصل علماء الفلك على أقوى الأدلة حتى الآن على واحد من أغرب تنبؤات ميكانيكا الكم: حتى الفضاء «الفارغ» قادر على التأثير في انتشار الضوء.
الحديث هنا عن الانكسار المزدوج للفراغ، وهو تأثير تنبأ به فيرنر هايزنبرغ منذ ما يقرب من 90 عاما. ووفقا للنظرية، فإن الفراغ المثالي ليس خاليا، إذ تولد فيه وتختفي باستمرار جسيمات افتراضية يمكنها في ظل وجود مجال مغناطيسي فائق القوة أن تغير استقطاب الضوء.
درس باحثون من فريق دولي، يضم الدكتور ماركوس لوير من جامعة سوينبرن، النجم المغناطيسي 1E 1547.0-5408، وهو نجم نيوتوني ذو مجال مغناطيسي أقوى بتريليونات المرات من المجال المغناطيسي للأرض. أجريت الملاحظات باستخدام مقياس استقطاب الأشعة السينية IXPE التابع لـ NASA، وتلسكوب NICER الموجود على محطة الفضاء الدولية، والراديوتلسكوب الأسترالي Murriyang.
أظهرت الملاحظات الراديوية أن المحورين المغناطيسي والدوراني للنجم المغناطيسي يكادان يتطابقان، وأن المراقب يراه من جهة «القطب» تقريبا. وتعد هذه الهندسة مثالية للبحث عن هذا التأثير.
كشفت بيانات الأشعة السينية من IXPE عن درجة عالية للغاية من الاستقطاب، حيث اتبع اتجاه الاستقطاب بوضوح المجال المغناطيسي للنجم؛ وهذا هو بالضبط ما يجب أن يحدث في حالة الانكسار المزدوج للفراغ.
«لاكتشاف هذا التأثير، نحتاج إلى مجال أقوى بـ 100 ملايين مرة من أي مجال يمكننا إنشاؤه على الأرض. لقد منحتنا الطبيعة النجوم المغناطيسية، وهي مختبرات كونية مثالية»، حسبما أشار الدكتور لوير.
نُشرت النتائج في مجلة Nature. وإذا تأكد هذا التفسير، فسيكون ذلك أول دليل مباشر على هذه الظاهرة التي تم التنبؤ بها منذ 1930-يات القرن الماضي.
ستساعد عمليات الرصد الإضافية والنماذج الأكثر دقة في فصل الإشارة الكمومية عن العمليات الأخرى المحيطة بالنجم المغناطيسي. فماذا يعني هذا بالنسبة لفهمنا للطبيعة الأساسية للفضاء؟
يفتح هذا الاكتشاف مساراً جديداً لدراسة الفراغ الكمومي في أكثر ظروف الكون تطرفاً.
