Физики впервые зафиксировали рождение света из вакуума

Одним из наиболее захватывающих направлений в современной физике является изучение квантового вакуума. Так называется состояние с минимальной возможной энергией, как правило, не содержащее физических частиц.

Состояние квантового вакуума долгое время считалось абсолютной пустотой.

Непустая пустота

Впрочем, согласно теории квантовой физики, это не совсем так. На самом деле квантовый вакуум наполнен виртуальными частицами. Например, электрон-позитронными парами, которые постоянно появляются и исчезают. Это не противоречит логике, так как при столкновении электрон и позитрон взаимоуничтожаются, превращаясь в пустоту. А значит некую область пространства, где они виртуально существуют, вполне можно считать “пустотой”. Недавно группа физиков из Оксфордского университета смогла добыть свет из этой пустоты.

Вакуумное четырехволновое смешение

Такое название носит особое явление, при котором три мощных лазерных импульса взаимодействуют в «пустом» пространстве, создавая четвертый лазерный луч. Этот процесс можно рассматривать как “рождение света из тьмы”, что подчеркивает необычную природу квантового вакуума. Профессор Питер Норрейс, один из соавторов исследования, отметил, что это не просто теоретическая концепция, а серьезный шаг к экспериментальному подтверждению эффектов, ранее существовавших только на бумаге.

Трехмерное моделирование

Моделирование, проведенное с помощью усовершенствованной версии программного пакета OSIRIS, подарило исследователям «трехмерный взгляд во времени» на процессы, происходящие в квантовом вакууме. Аспирантка Зи Син Чжан, еще один соавтор работы, отметила, что в ходе эксперимента ученые смогли увидеть, как именно свет взаимодействует с тем, что когда-то считалось абсолютной пустотой.

Работа Оксфордских физиков имеет огромное значение для дальнейших исследований в области квантовой физики. Как считают специалисты, возможность наблюдать и экспериментировать с вакуумным четырехволновым смешением может привести к новым открытиям в области элементарных частиц и взаимодействий между ними. Это также может повлиять на развитие технологий, связанных с лазерами и квантовыми вычислениями.

Источник