aA
Chalmerso technologijos universiteto (Švedija) mokslininkams pavyko išgauti šviesą iš vakuumo – buvo stebėtas jau daugiau nei prieš 40 metų numatytas efektas. Gautus rezultatus tyrėjai publikuoja prestižiniame žurnale „Nature“. Novatoriško eksperimento metu mokslininkai sugebėjo užregistruoti keliolika fotonų, kurie nuolatos atsiranda ir pradingsta vakuume.
Šveisa
© Shutterstock nuotr.

Šis eksperimentas yra pagrįstas vienu iš labiausiai intuicijai prieštaraujančių, bet tuo pačiu vienu iš svarbiausių kvantinės mechanikos principų: vakuumas jokiu būdu nėra visiškai tuščias būvis. Iš tikrųjų vakuume knibždėte knibžda įvairiausių dalelių, kurios be perstojo atsiranda ir vėl išnyksta. Jos gimsta, išbūna vos kelias akimirkas ir vėl pradingsta. Kadangi jų egzistavimas yra toks neapčiuopiamas, jos paprastai vadinamos virtualiosiomis dalelėmis.

Chalmerso technologijos universiteto mokslininkams Christopheriui Wilsonui ir jo kolegoms pavyko užregistruoti fotonų perėjimą iš virtualiosios būsenos į realiąją – kitaip tariant, tapimą išmatuojama šviesa. Prieš daugiau nei 40 metų fizikas Geraldas Moore'as numatė, jog taip turėtų atsitikti, jeigu virtualiesiems fotonams bus leista atšokti nuo veidrodžio, kurio judėjimo greitis yra artimas šviesos greičiui. Šis reiškinys, dar vadinamas dinaminiu Kasimiro efektu, stebėtas pirmąkart. Tokią sėkmę lėmė puikus eksperimentas, kurį pavyko įgyvendinti sumaniems Chalmerso technologijos universiteto mokslininkams.

„Kadangi veidrodžio judinti tokiu greičiu yra tiesiog neįmanoma, mes sukūrėme kitą metodą, kuris leidžia pasiekti tą patį efektą, – aiškina eksperimentinės fizikos profesorius Peras Delsingas. – Užuot keitę fizinį atstumą iki veidrodžio, mes keitėme atstumą ligi elektrinės grandinės, kuri atstoja mikrobangų veidrodį“.

Šis „veidrodis“ savyje turi kvantinės elektronikos sudedamąją dalį, kuri vadinama superlaidžiuoju kvantinės interferencijos įrenginiu (angl. Superconducting Quantum Interference Device, SQUID), pasižyminčiu ypatingu jautrumu magnetiniams laukams. Keisdami magnetinio lauko kryptį kelis milijardus kartų per sekundę, mokslininkai sugebėjo priversti „veidrodį“ virpėti sparta, siekiančia 25 procentus šviesos greičio.

„Gautas rezultatas yra toks, kad fotonai iš vakuumo ėmė atsirasti poromis, – teigia P. Delsingas. – Mes juos užregistravome mikrobangų spinduliuotės pavidalu. Mes taip pat pajėgėme nustatyti, kad ši spinduliuotė pasižymi lygiai tokiomis pat savybėmis, kurias numato kvantinė teorija, kuomet fotonai gimsta poromis“.

Eksperimento metu „veidrodis“ dalį savo kinetinės energijos perduoda virtualiosioms dalelėms, o tai leidžia šioms materializuotis. Kaip teigia kvantinė mechanika, vakuume egzistuoja daugybė įvairiausių virtualiųjų dalelių. Asocijuotasis teorinės fizikos profesorius Goranas Johanssonas aiškina, jog fotonai pasirodo todėl, kad jie neturi masės.

„Būtent dėl šios priežasties norint juos ištraukti iš virtualiosios būsenos užtenka sąlyginai mažo energijos kiekio. Iš tikrųjų iš vakuumo būtų galima išgauti ir kitokių dalelių, pavyzdžiui, elektronų arba netgi protonų, tačiau tam reikėtų kur kas daugiau energijos“.

Mokslininkai yra įsitikinę, jog eksperimento metu poromis susidarę fotonai yra nepaprastai įdomus tyrimų objektas. Galbūt juos pavyktų panaudoti nagrinėjant kvantinės informacijos teoriją, kuri reikalinga konstruojant kvantinius kompiuterius.

Vis dėlto pagrindinis eksperimento nuopelnas yra tai, kad jis leidžia geriau suprasti pagrindines fizikos sąvokas, pavyzdžiui, kvantines fluktuacijas – nuolatinį virtualiųjų dalelių pasirodymą ir dingimą vakuume. Manoma, jog vakuumo fluktuacijos gali sietis su tamsiąją energija, kuri, kaip žinia, lemia spartėjantį mūsų Visatos plėtimąsi. Už spartėjančio Visatos plėtimosi atradimą šiais metais įteikta Nobelio premija fizikos srityje.

Įvertink šį straipsnį
Norėdami tobulėti, suteikiame jums galimybę įvertinti skaitomą DELFI turinį.
(0 žmonių įvertino)
0

Dirba veikiančiame ugnikalnyje, iš kurio sklinda odą ėdantys nuodai: visa tai – dėl „velnio aukso“ (8)

Tiršti dūmai uždengia dangų virš Ijeno kalno, o ore tvyro sudegusių degtukų kvapas. Iš...

Proveržis vėžio gydymo srityje: nauja technologija net ir paslėptas vėžio ląsteles išduoda imuninei sistemai (29)

Imunoterapijos ateityje gali tapti efektyviausiu vėžio gydymo būdu. Paprastai tariant,...

NASA: pirmą kartą moterų astronaučių komanda išėjo į atvirą kosmosą (10)

Penktadienį prasidėjo pirmas moterų astronaučių išėjimas į atvirą kosmosą per visą...

Užfiksavo makabrišką puotą: nugaišęs banginis tapo pagrindiniu patiekalu vandenyno gelmių gyventojams (13)

Jūra nieko nešvaisto – kai negyvas banginis paskutinį kartą nugrimzta į vandenyno dugną,...

Stulbinantis mokslininkų atradimas: rotavirusinės infekcijos galimai sukelia diabetą

Rotavirusinės infekcijos vis dar yra pakankamai dažnos. Šiuolaikinė medicina gali su jomis...

Top naujienos

Po įvykių Vokietijoje – nerimą keliančios užuominos: jau esama tokių, kurie rimtai svarsto palikti šalį (24)

Vokietijoje tebesitęsia po Halės išpuolio įsiplieskusios diskusijos apie šalyje stiprėjantį...

Jautri Lietuvos slaugytojų išpažintis: sveikatą alinantis darbas, fizinis bei psichologinis smurtas (1)

Kaip skelbia „Sodra“, Lietuvoje slaugytojais dirba 22,3 tūkst. žmonių. Tai – viena...

Orai: savaitę užbaigsime rekordine šiluma

Sekmadienį mūsų laukia dar viena labai šilta ir graži diena. Naktį vietomis tvyrojęs rūkas...

Naujų technologijų era: piršto atspaudu ar veidu atrakinami išmanieji telefonai – kiek tai saugu (62)

Šiandien jau nieko nestebina, kad pirštų atspaudu ar savo veidu galite atrakinti išmanųjį...

Sutampa net aplinkybės: Karbauskiui teko savo kailiu pabūti Pranckiečio vietoje (251)

Lietuvos valstiečių ir žaliųjų sąjungos ( LVŽS ) pirmininkas Ramūnas Karbauskis patekęs į...

Gaisras Alytuje: dūmai nusisuko nuo miesto Prognozuoja, kada gaisras bus užgesintas. Papildyta 21:03 (587)

DELFI žurnalistai apsilankė Alytaus apylinkėse, kur šiuo metu vargsta nuo degančių padangų...

Zelenskis negrąžins didžiausio šalies banko savininkui: gresia rimtas konfliktas su buvusiu partneriu (52)

Ukrainos prezidentas pareiškė, kad jo vyriausybė negrąžins didžiausio šalies banko...

Veryga kreipėsi į Alytaus gyventojus (132)

Alytuje jau ketvirtą parą nepavykstant užgesinti padangų perdirbimo gamykloje kilusio gaisro,...

Johnsonas įpareigotas atidėti „Brexit“: tikisi, kad ši idėja nesužavės ES (12)

Borisas Johnsonas teigė nesijaučiąs sužlugdytas, nors Jungtinės Karalystės (JK) parlamentas...

Prancūzijoje turėjo savo krautuvėlę, bet ramybės oazę atrado mažame Žemaitijos kaimelyje (26)

Trylika metų mažame miestelyje Prancūzijoje gyvenusi Lina Galminaitė Blanchot ten turėjo savo...