In een baanbrekende prestatie hebben fysici van de Universiteit van Oxford, samen met onderzoekers van de Universiteit van Lissabon, de complexe interacties van intense laserstralen met het kwantumvacuüm gesimuleerd. Deze simulatie, uitgevoerd met geavanceerde 3D-modellering, biedt een uniek kijkje in een gebied dat voorheen buiten ons bereik lag. Het onderzoek, gepubliceerd in Communications Physics, zou ons begrip van de fundamentele natuurkunde kunnen revolutioneren.
Het team heeft vacuüm viervoudige menging gerecreëerd, een proces waarbij gefocuste laserpulsen interageren met virtuele elektron-positron paren in het vacuüm, wat een vierde laserstraal genereert. Dit "licht uit de duisternis" effect kan dienen als een verkenner voor nieuwe natuurkunde bij extreme intensiteiten. Hoofdauteur Zixin (Lily) Zhang verklaarde dat hun computerprogramma een tijdsafhankelijk, 3D venster biedt in de interacties van het kwantumvacuüm.
Dit onderzoek is bijzonder tijdig, aangezien een nieuwe generatie ultra-krachtige lasers in gebruik komt, die beloven de verstrooiing van fotonen experimenteel te bevestigen. De rekenmethoden van het team kunnen ook helpen bij het plannen van toekomstige experimenten met hoge-energie lasers en bij het zoeken naar tekenen van hypothetische deeltjes, zoals axionen en millicharged deeltjes, die mogelijke kandidaten voor donkere materie zijn. Deze vooruitgang opent nieuwe horizonten voor het verkennen van het kwantumvacuüm op ongekende manieren.