Астрономы, возможно, получили самые убедительные доказательства одного из самых странных предсказаний квантовой механики: даже «пустое» пространство способно влиять на распространение света.
Речь идёт о вакуумной двулучепреломности — эффекте, который почти 90 лет назад предсказал Вернер Гейзенберг. Согласно теории, идеальный вакуум не пуст: в нём постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы, которые в сверхсильном магнитном поле могут менять поляризацию света.
Исследователи из международной команды, включая доктора Маркуса Лоуэра из Университета Свинбурна, изучили магнетар 1E 1547.0-5408 — нейтронную звезду с магнитным полем в триллионы раз сильнее земного. Наблюдения проводились с помощью рентгеновского поляриметра IXPE NASA, телескопа NICER на МКС и австралийского радиотелескопа Murriyang.
Радионаблюдения показали, что магнитная и оси вращения магнетара почти совпадают, а наблюдатель видит его почти «с полюса». Такая геометрия идеально подходит для поиска эффекта.
Рентгеновские данные IXPE выявили крайне высокую степень поляризации, причём направление поляризации чётко следовало за магнитным полем звезды — именно так и должно происходить при вакуумной двулучепреломности.
«Для обнаружения эффекта нужно поле в 100 миллионов раз сильнее любого, которое мы можем создать на Земле. Природа дала нам магнетары — идеальные космические лаборатории», — отметил доктор Лоуэр.
Результаты опубликованы в журнале Nature. Если интерпретация подтвердится, это станет первым прямым доказательством явления, предсказанного ещё в 1930-х годах.
Дополнительные наблюдения и более точные модели помогут отделить квантовый сигнал от других процессов вокруг магнетара. Что же это значит для нашего понимания фундаментальной природы пространства?
Открытие открывает новый путь к изучению квантового вакуума в самых экстремальных условиях Вселенной.
