Các nhà thiên văn học có lẽ đã thu được bằng chứng thuyết phục nhất về một trong những dự đoán kỳ lạ nhất của cơ học lượng tử: ngay cả không gian "trống rỗng" cũng có khả năng ảnh hưởng đến sự truyền ánh sáng.
Chúng ta đang nói về hiện tượng lưỡng chiết chân không — một hiệu ứng được Werner Heisenberg dự đoán cách đây gần 90 năm. Theo lý thuyết, chân không lý tưởng không hề trống rỗng: trong đó các hạt ảo liên tục sinh ra và mất đi, và trong một từ trường siêu mạnh, chúng có thể làm thay đổi sự phân cực của ánh sáng.
Các nhà nghiên cứu từ một nhóm quốc tế, bao gồm Tiến sĩ Marcus Lower từ Đại học Swinburne, đã nghiên cứu sao từ 1E 1547.0-5408 — một ngôi sao neutron có từ trường mạnh gấp hàng nghìn tỷ lần từ trường Trái Đất. Các quan sát được thực hiện bằng máy đo phân cực tia X IXPE của NASA, kính thiên văn NICER trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) và kính thiên văn vô tuyến Murriyang của Úc.
Các quan sát vô tuyến cho thấy trục từ tính và trục quay của sao từ gần như trùng khớp, và người quan sát nhìn thấy nó gần như "từ cực". Hình học này hoàn toàn phù hợp để tìm kiếm hiệu ứng.
Dữ liệu tia X từ IXPE đã tiết lộ mức độ phân cực cực cao, trong đó hướng phân cực tuân theo từ trường của ngôi sao một cách rõ ràng — đây chính xác là điều phải xảy ra trong hiện tượng lưỡng chiết chân không.
“Để phát hiện hiệu ứng này, cần một từ trường mạnh gấp 100 triệu lần bất kỳ từ trường nào chúng ta có thể tạo ra trên Trái Đất. Thiên nhiên đã ban tặng cho chúng ta các sao từ — những phòng thí nghiệm vũ trụ lý tưởng,” Tiến sĩ Lower lưu ý.
Kết quả đã được công bố trên tạp chí Nature. Nếu cách giải thích này được xác nhận, đây sẽ là bằng chứng trực tiếp đầu tiên về hiện tượng đã được dự đoán từ những năm 1930.
Các quan sát bổ sung và các mô hình chính xác hơn sẽ giúp tách biệt tín hiệu lượng tử khỏi các quá trình khác xung quanh sao từ. Điều này có ý nghĩa gì đối với sự hiểu biết của chúng ta về bản chất cơ bản của không gian?
Khám phá này mở ra một con đường mới để nghiên cứu chân không lượng tử trong những điều kiện khắc nghiệt nhất của Vũ trụ.
