NASA kosmiskās observatorijas IXPE novērojumi var kļūt par pirmo tiešo apstiprinājumu vienam no neparastākajiem kvantu fizikas prognozējumiem. Ja rezultāti tiks apstiprināti, zinātnieki iegūs papildu pierādījumus tam, ka ekstremālos apstākļos pat vakuums spēj mainīt gaismas uzvedību.
Starptautiska zinātnieku grupa, izmantojot NASA kosmisko rentgena observatoriju IXPE, ieguvusi datus, kas var apstiprināt teoriju, kura tika izvirzīta gandrīz pirms 90 gadiem. Runa ir par vakuuma dubultlaušanu — fenomenu, kurā ārkārtīgi spēcīgi magnētiskie lauki maina pašas tukšās telpas īpašības. Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā «Nature».
Novērojumu objekts bija magnetārs 1E 1547-5408 — viens no neparastākajiem neitronzvaigžņu tipiem. Magnetāriem ir visjaudīgākie magnētiskie lauki no visiem zināmajiem Visuma objektiem — aptuveni triljonu reižu spēcīgāki nekā cilvēka radītie spēcīgākie pastāvīgie magnēti.
Neitronzvaigznes veidojas pēc masīvu zvaigžņu nāves. Neraugoties uz izmēriem, kas salīdzināmi ar lielas pilsētas izmēriem, tās satur masu, kas pārsniedz Saules masu, tāpēc tiek uzskatītas par unikālām laboratorijām ekstrēmās fizikas pētījumiem.
No 2025. gada marta līdz aprīlim zinātnieki novēroja magnetāru vairāk nekā 140 stundas. Papildus IXPE tika izmantots rentgena teleskops NICER un Austrālijas radioteleskops Murriyang. Tas bija pirmais gadījums vēsturē, kad izdevās vienlaikus izmērīt magnetāra radio- un rentgenstarojuma polarizāciju.
Pētnieki konstatēja negaidītu īpatnību: rentgenstarojuma polarizācijas pakāpe izrādījās gandrīz trīs reizes augstāka, nekā tika prognozēts. Esošie modeļi nespēj izskaidrot šādu rezultātu, ņemot vērā tikai procesus uz zvaigznes virsmas, tāpēc zinātnieki pieņēma, ka darbojas papildu fizikāls mehānisms.
Kā ticamākais skaidrojums tiek minēta vakuuma dubultlaušana — efekts, ko jau 1936. gadā prognozēja kvantu elektrodinamika. Saskaņā ar šo teoriju ārkārtīgi spēcīgi magnētiskie lauki var mainīt vakuuma īpašības. Rezultātā tukšā telpa sāk iedarboties uz gaismu līdzīgi lēcai vai prizmai, pastiprinot tās polarizāciju.
Datormodelēšana apstiprināja, ka tieši šis efekts vislabāk atbilst iegūtajiem datiem.
Kā norādīja Raisa Universitātes zinātniece Hoa Dinha Thija, «novērotās rentgenstarojuma polarizācijas īpašību reproducēšana un vienlaikus atbilstība radio novērojumiem ir iespējama tikai tad, ja tiek ņemta vērā vakuuma dubultlaušana neitronzvaigznes apkārtnē». Pēc viņas teiktā, šādi objekti ļauj pārbaudīt fundamentālos fizikas likumus apstākļos, kurus nav iespējams radīt Zemes laboratorijās.
Pētījuma vadošā autore, Džordža Vašingtona Universitātes doktorante Reičela Stjuarte, uzsvēra, ka «informācija, ko sniedz šo tālo zvaigžņu kodolu izpēte, palīdz mums labāk izprast pašu realitātes dabu».
Pašlaik zinātnieki runā tikai par iespējamām teorijas apstiprinājuma pazīmēm. Lai izdarītu galīgus secinājumus, būs nepieciešami papildu novērojumi šim un citiem magnetāriem. Ja rezultāti tiks apstiprināti, tas būs viens no pārliecinošākajiem eksperimentālajiem pierādījumiem efektam, ko kvantu elektrodinamika prognozēja gandrīz pirms gadsimta.
Misija IXPE, ko NASA izveidojusi sadarbībā ar Itālijas Kosmosa aģentūru un zinātniskajām organizācijām no 12 valstīm, turpina pētīt Visuma ekstrēmākos objektus, palīdzot pārbaudīt fundamentālos fizikas likumus.
Jaunie novērojumi var mainīt zinātnieku priekšstatus par to, kā ekstremālos Visuma apstākļos uzvedas gaisma un pats vakuums.
Iezīmējiet tekstu un spiediet Ctrl+Enter, lai nosūtītu labojamo teksta fragmentu redaktoram! Par faktu kļūdām lūdzam ziņot e-pastā [email protected].
Iezīmējiet tekstu un spiediet Ziņot par kļūdu pogas , lai nosūtītu labojamo teksta fragmentu redaktoram!
Atstāt komentāru