Британски учени откриха, че светлината може да "генерира спонтанно" в близост до големи неутронни звезди и черни дупки поради квантовите взаимодействия между вакуума и космическите лъчи, преминаващи през нея. Откритията им бяха представени в списанието Physical Review Letters.
Днес учените смятат, че вакуумът, противно на общоприетите ни убеждения, не е олицетворение на абсолютната пустота и просто празно пространство. Той представлява, в съответствие със законите на квантовата физика, постоянно развълнувано „море“от безкраен брой постоянно раждащи се и саморазрушаващи се двойки виртуални частици и античастици. Тяхното взаимодействие според физиците би трябвало да има особен ефект върху поведението на атомите и светлината.
Например, това квантово "море" трябва да има специален ефект върху поляризацията на светлината в присъствието на силни магнитни полета, причинявайки тя да се разцепи и поляризира по същия начин, както светлината се държи в някои кристали, причинявайки разделянето й на два лъча. Учените говорят за съществуването на подобен ефект от тридесетте години на миналия век, но досега не са успели да го запишат.
Днес астрономите се опитват да намерят следи от съществуването му, като наблюдават радиосигнали и други видове радиация, излъчвани от пулсари, „мъртви звезди“с изключително мощно магнитно поле.
Ноубъл и неговите колеги откриха още едно любопитно проявление как „море“от несъществуващи частици, които обитават празнотата на вакуума, може да се прояви в реалния свят, анализирайки какво се случва със заредени частици, които преминават в близост до „мъртви звезди“.
Учените обърнаха внимание на факта, че квантовите колебания на вакуума и мощните магнитни полета на пулсари ще повлияят не само на поведението на светлинните частици, но по специален начин „забавят” движението на различни космически лъчи, ускорени до почти светлинни скорости.
Този процес, обяснява Ноубъл, ще бъде много сходен по същество с любопитен ефект, открит от съветските физици преди почти сто години. Още през 1934 г. Павел Черенков и Сергей Вавилов забелязват, докато експериментират с гама-лъчение, че когато попадне в течност, той причинява слаб, но ясно забележим блясък в него поради факта, че гама лъчите избиват електрони и ги ускоряват до скорости, превишаващи скоростта на светлината в вода.
Дълго време физиците не вярваха, че радиацията на Черенков може да възникне във вакуум, тъй като скоростта на светлината в него не може да бъде надвишена. Изчисленията на британските физици показват, че това правило се нарушава, когато космически лъч или лъч от ускорени частици удари близостта на пулсар или светлинен импулс от свръхмощен лазер.
Промоционално видео:
В последния случай, както отбелязват физиците, е необходимо да се изгради изключително мощен лазер, способен да ускорява електроните до енергии над 1,3 тераелектронволта, което досега могат да направят само най-мощните колиери. Такива източници на светлина, признава Ноубъл, няма да бъдат изградени дори в далечното бъдеще.
Поради тази причина учените предлагат да се търсят следи от съществуването на това явление в близост до пулсари, чиито магнитни полета са с около пет порядъка по-силни от онези електрически полета, които генерират най-мощните лазери, съществуващи или в процес на изграждане.
Според авторите на статията, почти всички високоенергийни гама лъчи, излъчвани от милисекундни пулсари, могат да бъдат генерирани от подобни квантови взаимодействия между вакуумни и високоенергийни космически лъчи.
Може ли да се намери тази "спонтанна" светлина? Според Нобъл и неговите колеги астрофизиците може би вече са открили следи от неговото съществуване. Факт е, че през 2009 г. гама-лъчевият телескоп Fermi показа, че центърът на Млечния път произвежда необичайно голямо количество гама лъчение, яркостта на което във високоенергийната част на спектъра значително надвишава теоретично предвидените стойности.
Тогава учените смятали, че разпадането на частици от тъмна материя би могло да го генерира, но по-късно астрономите се усъмниха в това, като не откриха такъв излишък от радиация в съседната галактика - мъглявината Андромеда. Британските физици приемат, че тя е била генерирана не от това невидимо вещество, а от открития от тях феномен.
