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
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.

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

Danguje virš Lietuvos užfiksuotas ypatingas reiškinys: tai artėjančių permainų pranašas (82)

Lietuvos hidrometeorologijos tarnyba pranešė, kad danguje virš mūsų šalies šiandien buvo...

Radinys pajūryje prie Palangos: iš dangaus nukrito neatpažintas objektas – kas tai? (140)

Pajūryje, netoli Palangos , ties Nemirsetos laivų gelbėjimo stotimi aptikau smėlyje apipustytą...

„SpaceX“ pirmą kartą į Tarptautinę kosmoso stotį gabens europietį, kartu skris dar trys astronautai (31)

„ SpaceX “ rengiasi ketvirtadienį nugabenti į Tarptautinę kosmoso stotį ( TKS ) keturis...

Chemikai atliko triuką su česnaku ir savo kojomis: eksperimento rezultatas patvirtino lūkesčius (48)

Galimybė pajusti skonį pėdomis skamba kaip kažkokios pasakos motyvas. Tačiau chemikai teigia, kad...

Istorinis įvykis Marse: NASA bepilotis orlaivis pakilo į pirmąjį skrydį (95)

Eksperimentinis NASA bepilotis orlaivis „Ingenuity“ pirmadienį Marse pakilo į istorinį, nors ir...

Top naujienos

Įtampa tarp Prahos ir Maskvos auga: Čekija sulaikė 5 asmenis, įtariamus teroristine veikla Donbase Praha skelbia ultimatumą (388)

Nacionalinio kovos su organizuotu nusikalstamumu centro policijos daliniai suėmė penkis asmenis,...

Užkalnis. Ko jums reikia mokytis iš Britanijos karalių šeimos (137)

„Ko čia dar mokytis“, pasakysite jūs. „Mes, lietuviai, ir taip viską mokame.“ Žinoma, tai...

Iš pirmų lūpų – apie tikrąją situaciją Rytų Ukrainoje: turime būti pasiruošę viskam (531)

Ukrainos kariškiai fiksuoja, jog į okupuotą Donbaso dalį pastaruoju metu atgabenama daugiau...

Vytenis į Turkiją išvyko atostogauti, bet nusprendė ten apsigyventi: pasirodo, svajonės pildosi (26)

Kaune gimęs ir augęs Vytenis Jurgelevičius po mokslų išvyko gyventi į Didžiąją Britaniją,...

Didmiestis Vyriausybe nebetiki: nusipirko programą visuotiniam vakcinavimui ir paleis jau po kelių dienų (88)

Visuotiniam vakcinavimui besiruošianti Klaipėda jau įsigijo programą, per kurią galės...

Kate Middleton pademonstravo vieną elegantiškiausių pavasario tendencijų (40)

Kembridžo kunigaikštienė Kate Middleton apsilankymui Vestminsterio abatijoje pasirinko savo...

Mindaugas Milinis | D+

Karaliaučiaus šturmas, kuriam pasipriešinti nebuvo šansų: sustojusioje upėje susiformavo lavonų tiltas, miestas virto griuvėsiais (1)

Neseniai viešojoje erdvėje buvo prisimintas Karaliaučius , vokiškai vadintas Kenigsbergu....

Nelaimingų atsitikimų darbe prevencija: ką svarbu žinoti darbdaviui ir darbuotojui (4)

Nepriklausomai nuo Valstybinės darbo inspekcijos informacinio ir konsultacinio darbo rezultatų,...

Iš kailio nėręsis buvęs „raudonarmietis“ pakuteno padus maskviečiams

Be Edgaro Ulanovo, būrio kitų žaidėjų ir vyriausiojo trenerio Eurolygos ketvirtfinalio seriją...

Barai jau užversti rezervacijomis: vietą rasti bus sunku, galios tam tikros taisyklės (175)

Trečiadienį sostinės gatvėse vyksta paskutiniai pasiruošimo darbai. Po 5 mėnesių tylos pagaliau...