НОВОСТИ / РОССИЯГруппа научных специалистов из Оксфордского университета совместно с коллегами из лиссабонского Высшего технического института разработала высокоточную имитацию квантовых явлений, происходящих в вакуумном пространстве. Учёным в первый раз удалось смоделировать процесс спонтанного возникновения светового излучения. Данная разработка создаёт основу для проведения экспериментов, направленных на подтверждение существующей гипотезы о том, что вакуум – это не абсолютная пустота, а источник виртуальных частиц.
Современная наука утверждает, что все известные элементарные частицы и вся материя являются проявлением квантовых полей. Фактически, все частицы во Вселенной имеют виртуальную природу. В частности, в вакууме постоянно генерируются электрон-позитронные пары, которые появляются и исчезают настолько быстро, что их невозможно зарегистрировать современными измерительными приборами. Лишь недавно появились лазерные установки мощностью свыше 100 петаватт, способные воздействовать на материю на фундаментальном уровне, вызывая реакцию квантовых полей вакуума.
Исследование британских и португальских учёных поможет экспериментально подтвердить эти явления. Разработанный симулятор смог воспроизвести эффект четырёхволнового смешения в вакууме (FWM). Вакуумное FWM – это нелинейный оптический процесс, возникающий в вакууме при взаимодействии четырёх электромагнитных волн на квантовом уровне. В отличие от классического FWM, происходящего в нелинейных средах, вакуумное FWM обусловлено квантово-электродинамическими эффектами, связанными с появлением виртуальных электрон-позитронных пар из-за принципа неопределённости Гейзенберга.
В симуляции был воспроизведён эффект фотон-фотонного рассеяния. Два мощных лазерных луча (сотни петаватт) пересекались в одной точке с поляризующим лазером меньшей мощности. Поляризация вакуума создавала условия для рассеяния фотонов на виртуальных частицах, в итоге чего возникал четвёртый луч с отличными характеристиками (длиной волны и энергией). При этом соблюдались законы сохранения.
Представленная модель в первый раз обеспечила симуляцию с высоким временным разрешением. Для реализации эксперимента необходимо соблюдение множества точных параметров ориентации и фокусировки пересекающихся лучей. Модель показала, как это сделать и где наблюдать результат. Подробности симуляции опубликованы в журнале Communications Physics.
Напомним, что ученые нашли загадочный золотой объект на дне Тихого океана. Кроме того, ученые рассказали, когда можно заметить первые признаки старения.