Tyhjiöpuhdistuma on hyvin epätavallinen kvantti-ilmiö, jota on havaittu vain atomitasolla. Teoriassa se voi esiintyä esimerkiksi lähellä neutronitähteitä. Erittäin voimakkaiden magneettikenttien läsnäolon vuoksi alueet, joilla esiintyy ja katoaa aine, voivat esiintyä kaoottisesti tällaisten tähtijen lähellä.
Saksalaiset fyysikot Werner Heisenberg ja Hans Heinrich Ouler kehittivät 1930-luvulla teorian, jonka mukaan magnetoitu tyhjiö voisi toimia prismana sen läpi kulkevan valon suhteen.
Viime aikoina Italian kansallisen astrofysiikan instituutin ja Zelenogur-yliopiston (Puola) tutkijat ovat nähneet tämän epätavallisen tyhjiöominaisuuden. Roberto Mignanin johtamat tutkijat havaitsivat Euroopan eteläisen observatorion erittäin suurta kaukoputkea (VLT) käyttämällä tähtiä RX J1856.5-3754, joka sijaitsee 400 valovuoden päässä.
Neutronitähdet ovat yleensä erittäin pienikokoisia, mutta kymmeniä kertoja massiivisempia kuin aurinko. Tämän takia heillä on erittäin voimakas magneettikenttä. Tyhjiö normaalitilassaan (ainakin Einsteinin ja Newtonin mukaan) ei ilmene millään tavalla, ja valo voi levittää sen läpi ilman muutoksia. Kvantielektrodynamiikan (QED) mukaan tila on kuitenkin täynnä loputtomasti esiintyviä ja katoavia virtuaalihiukkasia. Erittäin voimakkaat magneettikentät, kuten ne, jotka yleisesti löytyvät lähellä neutronitähteitä, voivat muuttaa avaruuden ominaisuuksia.
Tutkijat pystyivät havaitsemaan neutronitähden näkyvässä spektrissä käyttämällä Chilen erittäin suuren kaukoputken uusia laitteita, työntäen tehokkaasti olemassa olevan tarkkailutekniikan rajat.
Tähteen RX J1856.5-375 tutkimuksessa kävi ilmi merkittävä lineaarisen polarisaation taso (16 prosenttia), jonka tutkijat tulkitsivat tyhjökahtaistumisen vaikutuksesta.
"VLT: llä havaittua korkeaa polarisaatiotasoa on erittäin vaikea selittää nykyisillä malleillamme, ellemme puhuta tyhjiön kahtaistaitumisen vaikutuksesta, jonka kvanttielektrodynamiikka ennustaa 80 vuotta sitten", Mignani sanoo.
Tulevien ja tehokkaampien teleskooppien ansiosta, Mignani sanoi, tutkijat voivat oppia lisää tästä epätavallisesta kvantitehosteesta tarkkailemalla muita neutronitähtiä.
Mainosvideo:
"Polarisaatiotasojen mittaukset käyttämällä uuden sukupolven teleskooppeja, esimerkiksi samaa ESO: n eurooppalaista äärimmäistä suurta teleskooppia (EELT), voivat olla avainasemassa kvantielektrodynamiikan ennusteiden testaamisessa tyhjiössä tapahtuvan kahtaistumisen vaikutuksista useimpien neutronitähteiden lähellä", tutkija toteaa.
”Tämä on ensimmäinen kerta, kun tämä tutkimus tehdään näkyvällä spektrillä. Lisähavaintoja voidaan suorittaa myös röntgen-aallonpituusalueella”, lisää tutkija Kinwa Wu.
NIKOLAY KHIZHNYAK