Astronomowie być może uzyskali najbardziej przekonujące dowody na jedno z najdziwniejszych przewidywań mechaniki kwantowej: nawet „pusta” przestrzeń jest w stanie wpływać na rozchodzenie się światła.
Mowa o dwójłomności próżni — efekcie, który niemal 90 lat temu przewidział Werner Heisenberg. Zgodnie z teorią, idealna próżnia nie jest pusta: nieustannie rodzą się w niej i znikają cząstki wirtualne, które w supersilnym polu magnetycznym mogą zmieniać polaryzację światła.
Badacze z międzynarodowego zespołu, w tym doktor Marcus Lower z Uniwersytetu Swinburne, zbadali magnetar 1E 1547.0-5408 — gwiazdę neutronową o polu magnetycznym biliony razy silniejszym od ziemskiego. Obserwacje prowadzono za pomocą rentgenowskiego polarymetru IXPE NASA, teleskopu NICER na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oraz australijskiego radioteleskopu Murriyang.
Obserwacje radiowe wykazały, że oś magnetyczna i oś obrotu magnetara niemal się pokrywają, a obserwator widzi go niemal „od bieguna”. Taka geometria idealnie nadaje się do poszukiwania tego efektu.
Dane rentgenowskie z IXPE ujawniły niezwykle wysoki stopień polaryzacji, przy czym kierunek polaryzacji wyraźnie podążał za polem magnetycznym gwiazdy — dokładnie tak, jak powinno się to dziać w przypadku dwójłomności próżni.
„Do wykrycia tego efektu potrzebne jest pole 100 milionów razy silniejsze od jakiegokolwiek, jakie możemy wytworzyć na Ziemi. Natura dała nam magnetary — idealne kosmiczne laboratoria” — zauważył doktor Lower.
Wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature. Jeśli interpretacja ta się potwierdzi, będzie to pierwszy bezpośredni dowód zjawiska przewidzianego jeszcze w latach 1930.
Dodatkowe obserwacje i dokładniejsze modele pomogą oddzielić sygnał kwantowy od innych procesów zachodzących wokół magnetara. Co to oznacza dla naszego rozumienia fundamentalnej natury przestrzeni?
Odkrycie to otwiera nową drogę do badania próżni kwantowej w najbardziej ekstremalnych warunkach Wszechświata.
