6 августа 2026 года
Этот художественный концепт показывает магнетар 1E 1547.0−5408, чьё огромное магнитное поле дало учёным самое сильное на сегодняшний день доказательство того, что пустое пространство может изменять то, как распространяется свет — замечательное подтверждение почти 90-летнего предсказания квантовой физики.
Кредит: NASA / Пабло Гарсия.
Некоторые эксперименты невозможно провести в лаборатории. По крайней мере, в той, которую построили люди.
Даже самые мощные в мире магниты и ускорители частиц не способны воссоздать экстремальные условия, необходимые для проверки некоторых предсказаний квантовой физики.
К счастью, природа уже это сделала.
Магнетары — одни из самых мощных природных лабораторий Вселенной. Эти коллапсировавшие остатки массивных звёзд создают самые сильные известные магнитные поля — достигающие десятков и сотен миллиардов тесла, по сравнению примерно с 10 тесла для аппарата МРТ. Эти экстремальные среды позволяют учёным проверять предсказания в условиях, которые остаются недоступными для экспериментов на Земле.
Одно из таких предсказаний — вакуумное двулучепреломление, явление, предложенное квантовой электродинамикой почти 90 лет назад. Теория предсказывает, что пустое пространство на самом деле не является полностью пустым. Вместо этого оно заполнено короткоживущими парами частица-античастица, которые постоянно появляются и исчезают. Вокруг магнетара огромное магнитное поле звезды изменяет свойства вакуума, меняя то, как свет проходит через него, и заставляя само пустое пространство вести себя как поляризационный фильтр.
Группа учёных, в которую входит астрофизик из Университета штата Луизиана Микела Негро, теперь сообщила о самом сильном астрофизическом доказательстве того, что этот эффект реален.
Опубликованное в журнале Nature исследование объединяет наблюдения с космической обсерватории NASA Imaging X-ray Polarimetry Explorer, или IXPE, с радио- и рентгеновскими данными других обсерваторий для изучения магнетара 1E 1547.0−5408. В отличие от традиционных телескопов, которые измеряют, насколько ярким кажется объект, IXPE измеряет поляризацию рентгеновских лучей — направление, в котором колеблются световые волны.
Эти измерения дали исследователям способ проверить, происходит ли вакуумное двулучепреломление вокруг магнетара.
Исследователи обнаружили необычно высокую степень поляризации рентгеновского излучения — гораздо более сильную, чем могли объяснить существующие модели. По словам Негро: «Единственный способ получить такой высокий сигнал поляризации для этого магнетара — это через эту фильтрацию вакуумной поляризации по пути».
Предыдущие наблюдения намекали на то, что вакуумное двулучепреломление может существовать. Это исследование предоставляет самое сильное — и первое прямое астрофизическое — доказательство того, что вакуумное двулучепреломление происходит вокруг магнетара.
«Что мне действительно нравится в этой работе, так это то, что астрофизика становится лабораторией для фундаментальной физики, — сказала Негро. — Мы больше не просто изучаем астрономические объекты; мы используем их для проверки законов природы».
Как и теория общей относительности Эйнштейна до неё, квантовая электродинамика завоевала доверие учёных, выдержав десятилетия всё более требовательных проверок. Каждое новое подтверждение укрепляет фундамент, на котором строятся будущие открытия — включая это, проведённое магнетаром на расстоянии более 13 000 световых лет.
Узнать больше
Космическая обсерватория NASA Imaging X-ray Polarimetry Explorer, или IXPE, является первой космической миссией, посвящённой измерению поляризации космических рентгеновских лучей. Прочитайте пресс-релиз NASA, чтобы узнать больше о миссии, кампании наблюдений и международном сотрудничестве, стоящем за этим открытием.
Контакты
Бьянка Сколаро
Менеджер по научным коммуникациям
Колледж наук Университета штата Луизиана
bscolaro@lsu.edu
Озвучка (голос Ara, женский, русский) — полный текст, без сокращений. Длительность около 4 минут 19 секунд.
Другие ссылки на информацию
Пресс-релиз NASA
Комментариев нет:
Отправить комментарий