Britiske forskere har opdaget, at lys kan "spontant generere" i nærheden af store neutronstjerner og sorte huller på grund af kvanteinteraktioner mellem vakuumet og kosmiske stråler, der passerer gennem det. Deres fund blev præsenteret i tidsskriftet Physical Review Letters.
I dag mener forskere, at vakuumet, i modsætning til vores almindelige overbevisning, ikke er legemliggørelsen af absolut tomhed og bare et tomt rum. Det repræsenterer i overensstemmelse med kvantefysikens love et konstant agiteret "hav" af et uendeligt antal konstant fødte og selvdestruerende par virtuelle partikler og antipartikler. Deres interaktion skal ifølge fysikere have en særlig effekt på atomer og lyss opførsel.
For eksempel skal dette kvante "hav" have en særlig effekt på polarisering af lys i nærværelse af stærke magnetiske felter, hvilket får det til at splitte og polarisere på samme måde som lys opfører sig i nogle krystaller, hvilket får det til at opdeles i to stråler. Forskere har talt om eksistensen af en sådan effekt siden tredive af forrige århundrede, men de har ikke været i stand til at registrere den indtil nu.
I dag forsøger astronomer at finde spor efter dens eksistens ved at observere radiosignaler og andre typer stråling, der stammer fra pulsarer, "døde stjerner" med et ekstremt kraftigt magnetfelt.
Noble og hans kolleger har opdaget en anden nysgerrig manifestation af, hvordan et "hav" af ikke-eksisterende partikler, der bor i tomrummet, kan manifestere sig i den virkelige verden ved at analysere, hvad der sker med ladede partikler, der passerer i nærheden af "døde stjerner".
Forskere henledte opmærksomheden på det faktum, at kvantumsvingninger i vakuumet og de magtfulde magnetiske felter af pulsarer ikke kun vil påvirke opførelsen af lyspartikler, men på en speciel måde "bremse" bevægelsen af forskellige kosmiske stråler, fremskyndet til nær lyshastigheder.
Denne proces, forklarer Noble, vil i meget væsentlighed ligne en mærkelig virkning opdaget af sovjetiske fysikere for næsten hundrede år siden. Tilbage i 1934 bemærkede Pavel Cherenkov og Sergei Vavilov, mens de eksperimenterede med gammastråling, at når det kommer ind i en væske, forårsager det en svag, men tydeligt mærkbar glød i det på grund af det faktum, at gammastråler slår elektroner ud og accelererer dem til hastigheder, der overskrider lysets hastighed vand.
I lang tid troede fysikerne ikke, at Cherenkov-stråling kan opstå i et vakuum, da lysets hastighed ikke kan overskrides. Beregninger fra britiske fysikere viser, at denne regel overtrædes, når en kosmisk stråle eller en stråle af accelererede partikler rammer nærheden til en pulsar eller en lyspuls fra en supermægtig laser.
Salgsfremmende video:
I sidstnævnte tilfælde, som fysikere bemærker, er det nødvendigt at opbygge en ekstremt kraftig laser, der er i stand til at accelerere elektroner til energier, der overstiger 1,3 teraelektronvolt, hvilket indtil videre kun de mest kraftfulde kollidere kan gøre. Sådanne lyskilder, indrømmer Noble, vil ikke blive bygget selv i den fjerne fremtid.
Af denne grund foreslår forskere at lede efter spor efter eksistensen af dette fænomen i nærheden af pulsarer, hvis magnetiske felter er omkring fem størrelsesordener stærkere end de elektriske felter, der genererer de mest kraftfulde lasere, der findes eller er under opførelse.
Ifølge forfatterne af artiklen kan næsten alle gamma-stråler med høj energi, der stammer fra millisekund pulsarer, genereres ved lignende kvanteinteraktioner mellem vakuum og kosmiske stråler med høj energi.
Kan dette "spontane" lys findes? Ifølge Noble og hans kolleger kan astrofysikere allerede have opdaget spor af dens eksistens. Faktum er, at Fermi gamma-stråle-teleskop i 2009 viste, at midten af Mælkevejen producerer en usædvanlig stor mængde gammastråling, hvis lysstyrke i spektret med høj energi i væsentligt overskred de teoretisk forudsagte værdier.
Derefter troede videnskabsmænd, at forfald af mørke stofpartikler kunne have frembragt det, men senere var astronomer i tvivl om dette, idet de ikke havde fundet et sådant overskud af stråling i den nærliggende galakse, Andromeda Nebula. Britiske fysikere antager, at det ikke blev genereret af dette usynlige stof, men af det fænomen, de opdagede.
