Nøytronstjernen kan avsløre det første beviset på 80 år gammel kvantespådom

Dette Very Large Telescope-bildet er en fargesammensatt visning av himmelfeltet rundt den ensomme nøytronstjernen RX J1856.5-3754 (i det nøyaktige midten av bildet) og den tilhørende kjegleformede tåken. Sporet etter en asteroide blir sett i feltet med mellomting

Dette Very Large Telescope-bildet er en fargesammensatt visning av himmelfeltet rundt nøytronstjernen RX J1856.5-3754 (i det nøyaktige midten av bildet) og den tilhørende kjegleformede tåken. Sporet av en asteroide er sett i feltet med periodiske blå, grønne og røde farger (Bildekreditt: European Southern Observatory)



Et merkelig kvantefenomen som ble spådd for mer enn 80 år siden, kan endelig ha blitt observert i naturen.



I 1930, fysikere Werner Heisenberg og Hans Heinrich Euler spådde at veldig sterke magnetfelt kan endre polariteten til lysbølger i et vakuum (der polaritet refererer til orienteringen av lysets elektriske og magnetiske felt). Denne effekten, som de kalte 'vakuum dobbeltbrytning', er ikke spådd av klassisk fysikk.

Nå sier forskere som bruker European Southern Observatory (ESO) Very Large Telescope (VLT) at de kan ha observert denne effekten i lyset som kommer fra en nøytronstjerne - et kosmisk objekt med et veldig sterkt magnetfelt. [ Video: The Neutron Star Evidence for Vacuum Birefringence ]



Denne artisten

Denne kunstnerens illustrasjon viser hvordan lys som kommer fra overflaten til en sterkt magnetisk nøytronstjerne (til venstre) blir lineært polarisert når den beveger seg gjennom vakuumet i rommet nær stjernen på vei til observatøren på jorden (til høyre). Dette fenomenet antyder at det tomme rommet rundt nøytronstjernen er utsatt for en kvanteeffekt kjent som vakuum dobbeltbrytning, som først ble spådd på 1930 -tallet, men aldri ble observert.(Bildekreditt: ESO / L. Calçada)

Nøytronstjerner er de tetteste objektene i universet-en spiseskje med nøytronstjernemateriale ville veie omtrent 1 milliard tonn (900 millioner tonn) på jorden, ifølge NASA. En 'vanlig' stjerne, som solen, er oppblåst av den brennende motoren i kjernen. Men når motoren går ut, kan materialet som utgjør stjernen kollapse til et mye mindre område og skape en nøytronstjerne. [Hvordan neutronstjerner fungerer (infografisk)]



Den nye forskningen brukte observasjoner av nøytronstjernen RX J1856.5-3754, som ligger omtrent 400 lysår fra jorden, ifølge en uttalelse fra ESO. Selv om det er en av de nærmeste kjente nøytronstjernene til jorden, er det utrolig svakt, og det synlige lyset kan bare observeres ved å bruke FORS2 -instrumentet på VLT, som er 'ved grensene for nåværende teleskopteknologi', i henhold til uttalelsen.

Vakuum dobbeltbrytning 'kan bare oppdages i nærvær av enormt sterke magnetfelt, for eksempel de rundt nøytronstjerner,' sa medforfatter Roberto Turolla, forsker ved University of Padua i Italia, i uttalelsen.

Dette brede feltbildet viser himmelen rundt den svært svake nøytronstjernen RX J1856.5-3754 i den sørlige stjernebildet Corona Australis. Selve nøytronstjernen er for svak til å bli sett her, men ligger veldig nær midten av bildet.



Dette brede feltbildet viser himmelen rundt den svært svake nøytronstjernen RX J1856.5-3754 i den sørlige stjernebildet Corona Australis. Selve nøytronstjernen er for svak til å bli sett her, men ligger veldig nær midten av bildet.(Bildekreditt: ESO/Digitized Sky Survey 2; Bekreftelse: Davide De Martin)

Lyset som ble oppdaget med FORS2 -instrumentet viste 'en betydelig grad' av lineær polarisering ('rundt 16 prosent') som 'sannsynligvis skyldes den økende effekten av vakuum dobbeltbrytning som forekommer [i] tomrommet' rundt nøytronstjernen, Det opplyser ESO -tjenestemenn i uttalelsen.

I klassisk fysikk er et vakuum helt tomt, men i kvantefysikk , det er ' virtuelle partikler 'som stadig dukker opp og forsvinner i verdensrommet. Heisenberg og Euler brukte en teori kalt kvanteelektrodynamikk (QED) for å vise hvordan kvanteegenskapene til et vakuum ville påvirke lysbølger.

'Den høye lineære polarisasjonen som vi målte med VLT, kan ikke lett forklares av modellene våre, med mindre vakuum dobbeltbrytningseffektene som er forutsagt av QED er inkludert,' sa studieforfatter Roberto Mignani, forsker ved National Institute for Astrophysics i Italia og universitetet i Zielona Gorá i Polen.

'Ifølge QED oppfører et sterkt magnetisert vakuum seg som et prisme for spredning av lys,' sa Mignani. (Et faktisk prisme bøyer lys og får det til å vifte ut og avsløre de forskjellige bølgelengdene eller fargene, og det er hvordan et prisme kan skape en regnbue fra sollys.)

Forfatterne la til at mer følsomme, neste generasjons teleskoper kan ha følsomhet for å gjøre flere målinger som tester teorien om vakuum dobbeltbrytning. De sa at fremtidige observasjoner også skulle se etter polarisering i forskjellige bølgelengder av lys, for eksempel røntgenstråler.

Følg Calla Cofield @callacofield .Følg oss @Spacedotcom , Facebook og Google+ . Original artikkel om guesswhozoo.com .