دانشمندان ممکن است بالاخره فضای «خالی» در حال تغییر نور را تصرف کرده باشند

علیرغم پیشرفت‌های عمده در فیزیک هسته‌ای از دهه 1930 و دهه‌ها کار با شتاب‌دهنده‌های ذرات، دانشمندان نتوانسته‌اند به طور قطعی این اثر را تأیید کنند. اکنون مشاهدات یکی از افراطی ترین اجرام در جهان ممکن است شواهدی را که محققان به دنبال آن هستند ارائه دهد.

تیمی از دانشمندان یک مگنتار، نوع نادری از ستاره نوترونی با برخی از قوی‌ترین میدان‌های مغناطیسی شناخته شده در جهان را مورد مطالعه قرار داده‌اند. نتایج آنها ممکن است نشان دهنده اولین شواهد از انکسار دوگانه خلاء باشد و می تواند راه های جدیدی را برای مطالعه فیزیک کوانتومی در شرایطی که قابل تکرار بر روی زمین نیست باز کند.

آزمایش کیهانی فیزیک کوانتومی

در این تحقیق دانشمندانی از مرکز علوم و فناوری فضایی، رصدخانه نجوم رادیویی آفریقای جنوبی (SARAO)، آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا، مرکز تحقیقات و مطالعات علوم و فناوری فضایی (CREST) و بخش علوم اخترفیزیک در مرکز ناسا گودارد در سراسر جهان و فضایی گدارد در سراسر جهان شرکت داشتند. ریچل ای استوارت، دانشجوی کارشناسی ارشد فیزیک در دانشگاه جورج واشنگتن، این مطالعه را رهبری کرد. که به تازگی در منتشر شده است طبیعت.

این تئوری پیش‌بینی می‌کند که وقتی یک خلاء در معرض یک میدان مغناطیسی بسیار قوی قرار می‌گیرد، ذرات هایزنبرگ مجازی می‌توانند بر حرکت نور تأثیر بگذارند و خلاء مضاعف یا VB ایجاد کنند. چالش این است که میدان‌های مغناطیسی به اندازه کافی قوی هستند که اثر را قابل تشخیص کنند، بسیار فراتر از هر چیزی است که دانشمندان می‌توانند در آزمایشگاه‌های روی زمین ایجاد کنند.

مگنتارها یک راه حل طبیعی ارائه می دهند. دکتر مارکوس لوور، عضو شورای تحقیقات استرالیایی DECRA در مرکز اخترفیزیک و ابررایانه (CAS) در دانشگاه فناوری سوئینبرن، به هدایت مشاهدات مورد استفاده در این مطالعه کمک کرد.

لوور گفت: “تشخیص دوشکستگی در خلاء نیازمند میدان مغناطیسی است که بیش از 100 میلیون بار قوی تر از میدان مغناطیسی است که تا به حال روی زمین ایجاد کرده ایم.” خوشبختانه طبیعت مگنتارهایی را در اختیار ما قرار داده است که آزمایشگاه‌های فضایی مناسبی برای جستجوی این اثر هستند.

تماشای Extreme Magnetar

مشاهدات Down-LED مگنتار 1E 1547.0-5408 (1E1547) با استفاده از تلسکوپ رادیویی موریانگ (معروف به پارکس) CSIRO. سپس داده‌های به‌دست‌آمده با ابرکامپیوتر Ngarrgu Tindebeek دانشگاه Swinburne تجزیه و تحلیل شد.

محققان این مشاهدات را با اندازه‌گیری‌های کاوشگر قطب‌سنجی پرتو ایکس ناسا (IXPE) و تلسکوپ پرتو ایکس NICER در ایستگاه فضایی بین‌المللی ترکیب کردند. در حین مشاهده تابش های رادیویی 1E1547، آنها جهت گیری نوسانات امواج (“وضعیت قطبش” آنها) را در حین چرخش مگنتار دنبال کردند.

اندازه گیری ها نشان داد که محور مغناطیسی و محور چرخش مگنتار تقریباً در یک راستا قرار دارند. آنها همچنین نشان دادند که ناظران این شی را از منظر تقریباً قطبی دیدند. مجموع این ویژگی ها 1E 1547 را برای جستجوی انکسار مضاعف در خلاء مناسب می کند.

اشعه ایکس نشانه کوانتومی احتمالی را نشان می دهد

پرتوهای ایکس که از مگنتار می آیند (و توسط IXPE شناسایی می شوند) قطبش بسیار بالایی را نشان می دهند. محققان همچنین دریافتند که جهت این قطبش با میدان مغناطیسی 1E 1547، درست مانند امواج رادیویی آن، در یک راستا باقی می‌ماند.

هر دو مشاهدات نشانه هایی هستند که نشان می دهد ممکن است خلاء دوشکستگی در اطراف مگنتار وجود داشته باشد.

پایین توضیح داد:

“با توجه به قدرت میدان مغناطیسی، ذرات هایزنبرگ مجازی به سمتی که میدان اشاره می کنند. با ردیابی دقیق جهتی که امواج رادیویی و پرتوهای ایکس در هنگام چرخش مغناطیسی نوسان می کنند، تیم دریافتند که هم ترازی قطب های مغناطیسی و چرخشی 1E1547 برای تشخیص داده های خلاء دستی و در نهایت با این داده های خلاء biref به روز رسانی عالی است. می تواند مأموریتی را که هایزنبرگ تقریباً 90 سال پیش آغاز کرده بود، تکمیل کند.

هنوز به شواهد بیشتری نیاز است

مشاهدات بیشتر و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری پیشرفته‌تر ممکن است به محققان کمک کند تا تعیین کنند که آیا سیگنال‌ها واقعاً از انکسار دوگانه خلاء می‌آیند یا اینکه سایر فرآیندهای فیزیکی می‌توانند اثرات مشابهی ایجاد کنند.

در صورت تایید، نتیجه به دانشمندان راه جدیدی قدرتمند برای آزمایش فیزیک کوانتومی در یکی از شدیدترین محیط‌های جهان می‌دهد و می‌تواند به آشکار کردن چگونگی رفتار نظریه‌های فیزیکی بنیادی در زیر میدان‌های مغناطیسی بسیار فراتر از هر چیزی که در زمین قابل دستیابی است کمک کند.