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
Delfi Mokslas

Mokslininkai aptiko mechanizmą, dėl kurio senstame – jau žadamas būdas, kaip sulėtinti ir net sustabdyti senėjimo procesus (7)

„Northwestern“ universiteto mokslininkai teigia įvardiję iki tol nežinomą mechanizmą, kuris,...

Sparčiai nykstantys aksolotliai turi tai, ko trokšta žmonės: mokslininkai tikisi pritaikyti tobulą regeneracinį mechanizmą

Naujame muziejuje ir gamtosaugos centre sukurta ekspozicija siekiama atkreipti dėmesį į Meksikoje...

Šiąnakt pro Žemę vos 3600 km atstumu praskriejo sunkvežimio dydžio asteroidas

Sunkvežimio dydžio asteroidas , kuris prieš kelias dienas staiga išniro iš kosmoso tamsos, o...

Nakties dangų nutvieskė įtartinos formos švytintis objektas: kas tai?

Nakties danguje virš Havajų pasirodė įspūdingas spiralinės galaktikos formos šviesos...

Top naujienos

Seksualinę prievartą patyrusiai mergaitei – smūgis: sulaukusi pasmerkimo motina stojo ginti pedofilą

Tai, kas įvyko viename nedideliame Lietuvos miestelyje, netelpa į jokius sveiko proto rėmus –...

Lietuvos ambasadoms užsienyje – grasinimai susprogdinti (3)

Šią savaitę penkios Lietuvos ambasados užsienyje sulaukė elektroninių laiškų su grasinimais...

„Delfi TV“ laida „Iš esmės“

Putino režimas siunčia žinutę Rusijos gyventojams: „dovanėlė“ gali atskristi į patį Kremlių (2)

Ukrainos prezidento kanceliarijos vadovo patarėjas Mychaila Podoliakas šią savaitę įspėjo,...

Taavi Minnikas, delfi.ee

Ukrainos žvalgybos pulkininkas: deja, bet Putiną gydo geriausi Vakarų gydytojai (9)

„Pavasaris ir vasara karui bus lemiami. Jeigu Rusijos tam metui planuojamas didelis puolimas žlugs,...

Vytautė Merkytė

Asmenybės sutrikimas, kurio gydymas situaciją tik pablogins: tokiais žmonėmis mes smarkiai susižavime, o vėliau kenčiame

„Tas tai visiškas psichopatas “, – veikiausiai bent kartą esate girdėję tokį pasakymą. O...

Ekonomistai mato vien teigiamą rekordinės imigracijos pusę: užkamšė darbo rinkos skyles, kelia vartojimą ir pensijas (12)

Lietuvoje gyvena beveik 190 tūkst. užsieniečių – šis skaičius per metus beveik padvigubėjo ir...

Iš Rusijos į Lietuvą atvykęs vyras papasakojo, kokie sunkumai ištiko iškart atvykus: tai šiek tiek kitokia planeta (20)

Daugiau kaip dešimt metų Ukmergėje su šeima gyvenantis Andrey Sokolov sako iš Rusijos išvykę,...

Gyventojai nesulaukia kompensacijų už šildymą: nagrinėjami dar rudenį pateikti prašymai (9)

Prašymais kompensuoti išlaidas šildymui užverstos ir su nuolatiniais Socialinės apsaugos ir...

Karas Ukrainoje. Ukrainos žvalgyba: Rusijos pajėgos ruošiasi pradėti didelį puolimą ankstyvą pavasarį Mariupolyje pasigirdo garsus sprogimas

339-oji Rusijos karo Ukrainoje diena. Rusijos invazijai Ukrainoje tęsiantis jau 11 mėnesių,...