Пустое место совсем не, согласно квантовой механике: Вместо этого это мутит с квантовыми частицами, мелькающими в и из существования. Теперь, бригада физиков утверждает, что она измерила те колебания непосредственно, не нарушая или усиливая их. Однако другие говорят, что неясно точно, что новый эксперимент измеряет — который может соответствовать явлению, происходящему в известном принципе неуверенности квантовой механики.«Существует много экспериментов, наблюдавших косвенные воздействия вакуумных колебаний», говорит Диего Дальвит, теоретик в Лос-Аламосе Национальная Лаборатория в Нью-Мексико, не вовлеченная в текущую работу. «Если бы это [новый эксперимент] правилен, это было бы первое непосредственное наблюдение области [колебаний] самой».
Благодаря принципу неуверенности вакуум гудит с парами античастицы частицы, заходящими без предупреждения и из существования. Они включают, среди многих других, пар электронного позитрона и пар фотонов, которые являются их собственными античастицами. Обычно, те «виртуальные» частицы не могут быть непосредственно пойманы.
Но как некоторый жуткий греческий хор, они оказывают тонкие влияния на «реальный» мир.Например, виртуальные фотоны, мелькающие в и из существования, производят беспорядочно колеблющееся электрическое поле.
В 1947 физики нашли, что область перемещает энергетические уровни электрона в атоме водорода и следовательно спектре радиации, которую испускает атом. Год спустя голландский теоретик Хендрик Казимир предсказал, что область также проявит тонкую силу на двух близко расположенных бляхах, сжимая их вместе. Поэтому электрическое поле должно исчезнуть на поверхностях пластин, поэтому только определенная подобная волне рябь электрического поля может соответствовать между пластинами. Напротив, больше ряби может спешить пластины с внешней стороны, проявляя чистую силу.
Результат Казимира наблюдался в 1997.Но теперь, Клавдий Рик, Альфред Лейтенсторфер и коллеги в университете Констанца в Германии говорят, что они непосредственно наблюдали те колебания электрического поля путем наброска их влияния на световую волну. Рифы эксперимента на методе, который они развили для изучения более длинного светового импульса с намного более коротким путем стрельбы в них одновременно через кристалл (см. диаграмму).
Более длинный пульс «насоса» поляризован горизонтально, означая, что электрическое поле в нем колеблется боком. Более короткий пульс «исследования» начинается поляризованный вертикально. Однако свойства кристалла зависят от электрического поля в нем, таким образом, луч насоса заставляет поляризацию луча исследования изменяться и появляться из кристалла, прослеживающего эллиптический образец. Путем наладки выбора времени пульса исследователи могут использовать результат поляризации для планирования покачиваний в электрическом поле в волне насоса.
Но сами вакуумные колебания будут влиять на кристалл и следовательно поляризацию пульса исследования, говорит Лейтенсдорфер. Таким образом для измерения колебаний вакуумной области, «мы только вставляем пульс исследования, ничто иное”.
В среднем поляризация одинокого пульса исследования осталась вертикальной. Но по многим повторным испытаниям, это изменилось немного, и что шум был признаком вакуумных колебаний, заявляет бригада.Определение результата является значительным подвигом, поскольку поляризация также варьируется из-за случайной разновидности по числу фотонов в каждом пульсе, или «шума выстрела». Для поддразнивания двух обособленно физики изменяют продолжительность и ширину пульса, но не число фотонов в нем.
Шум выстрела должен остаться постоянным, тогда как шум от квантовых колебаний должен сжаться, поскольку пульс становится больше. Исследователи видели изменение нескольких процентов в шуме, результат, который они приписывают вакуумным колебаниям.
Некоторый вопрос о физиках, что новый эксперимент фактически измеряет, как бы то ни было. Исследователи предполагают, что колеблющиеся оптические свойства кристалла отражают вакуумные колебания, говорит Стив Лэморо, физик в Йельском университете и одном из первых для наблюдения результата Казимира.
Но разновидности в оптических свойствах кристалла могли иметь некоторый другой источник, такой как тепловые колебания, говорит он. «Свойства материала будут колебаться самостоятельно», говорит он, таким образом, «как каждый приписывает эти колебания одному только вакууму?»Кроме того, группа Лейтенсторфера не является первой для прямого исследования таких колебаний. В 2011, Кристофер Уилсон, физик теперь в университете Ватерлоо в Канаде и коллегах, о которых сообщают по своей природе, что они качали вакуумные колебания и превратили их в реальные фотоны.
В принципе это может быть сделано путем ускорения зеркала назад и вперед с близкой скоростью света. Уилсон использовал более практический аналог: система в, в котором эффективная длина маленькой каверны сверхпроводимости могла быть изменена в электронном виде. Лейтенсторфер отмечает, что новый эксперимент отличается от Уилсона, в котором он не требует усиления колебаний.
Уилсон отвечает, «В то время как я соглашаюсь, что вот в чем разница, я не думаю, что это – основной принцип».Leitenstorfer утверждает, что новая работа делает качественную трансгрессию по предыдущим усилиям. «Мы ясно сделали значительный шаг далее по сравнению с кем-либо еще путем прямого измерения амплитуды электрического поля вакуума, поскольку это колеблется в пространстве и времени», говорит он.
Другие кажутся менее уверенными в этом.