Dabar populiaru
Publikuota: 2011 gruodžio 9d. 11:04

Šviesa iš tuštumos: nauji fizikų pasiekimai

Šviesa
123rf.com nuotr. / Šviesa

Norint gauti kažką iš nieko nereikia burtų ir stebuklų – pakanka judėti greičiu, artimu šviesos greičiui. Ir tai irgi nėra labai didelė naujiena – šių metų fizikų eksperimentas tiesiog patvirtina 41 metų senumo teoriją, kaip gauti energiją iš tuščios erdvės ir gaminti šviesą.

Ši teorija rėmėsi seniai nustatytu faktu, kad tuščia erdvė iš tiesų nėra visai tuščia, o kupina atsirandančių ir išnykstančių dalelių. Tai vyksta dėl kvantinių dėsnių, kurie teigia, kad netgi vakuumas negali turėti lygiai nulį energijos, o jame turi vykti mažos energijos fluktuacijos. Šios fluktuacijos pasirodo kaip trumpai gyvuojančių dalelių poros.

Šių „virtualių“ dalelių (dažniausiai – fotonų) aptikimą demonstruoja standartinis Kasimiro efektas, kur artinami du lygiagretūs veidrodžiai, jau esantys labai arti vienas šalia kito. Maža erdvė tarp veidrodžių riboja ten galinčių atsirasti virtualių fotonų skaičių. Kadangi daugiau fotonų atsiranda už šios erdvės ribų, spinduliavimo slėgis, veikiantis veidrodžius iš išorės, yra didesnis nei slėgis, veikiantis iš vidaus. Šių jėgų skirtumas galiausiai suglaudžia veidrodžius.

Nors šis eksperimentas netiesiogiai įrodo vakuume egzistuojančių fotonų egzistavimą, tačiau jų tiesiogiai neišgauna. Šia linkme didelį žingsnį į priekį žengė Chrisas Wilsonas su kolegomis Čalmerso technologijos universitete Geteborge, Švedijoje. 2011 metų birželio mėnesį skelbta apie eksperimentą, kurio metu pirmą kartą pavyko ištraukti fotonus iš tuštumos.

Eksperimentui pritaikytas dinaminis Kasimiro efektas. Norint jį pasiekti reikia tik vieno metalinio veidrodžio, bet jis turi judėti greičiu, artimu šviesos greičiui per virtualių fotonų jūrą tuščioje erdvėje. Kadangi veidrodis yra laidininkas, fotonai – kaip elektromagnetinės dalelės – absorbuos dalį jo kinetinės energijos. Tada jie išspinduliuos šią papildomą energiją, sukurdami tikrų fotonų poras.

Suprantama, skraidinti veidrodį šviesos greičiu yra neįmanoma. Tad tyrėjai panaudojo superlaidžią elektros grandinę su osciliatoriumi, kuris sparčiai kaitaliojo atstumą, kurį elektronas turi nueiti grandine. Elektrono judėjimas nustatomas pagal vietą, kurioje grandinės dalyje elektrinis laukas susilpnėja iki nulio.

Grandinės valdymui panaudotas superlaidus kvantinės interferencijos įrenginys (SQUID). Magnetinio lauko kryptį per sekundę pakeičiant kelis milijardų kartų, atsitinka taip, kad SQUID pirmyn ir atgal išsijudina greičiu, prilygstančiu maždaug 5 proc. šviesos greičio (plačiau: „Fizikams iš vakuumo pavyko išgauti šviesą“). To pakako, kad veidrodis, kaip ir numatoma teorijoje, išspinduliuotų iš vakuumo išgautų mikrobangų fotonų. Deja, pirmo eksperimento metu išsiskiriančių fotonų kiekiai buvo pakankamai menki, kad eksperimento rezultatai būtų pritaikomi praktiškai.

Tačiau mokslininkų komanda nenuleido rankų ir atliko naujus bandymus, kuriuose sugebėjo dar labiau padidinti veidrodžio judėjimo greitį. Naujausio eksperimento metu mokslininkai galėjo keisti atstumą tarp elektrono ir nulinio lauko vietos taip greitai, kad veidrodžio judėjimo greitis prilygo ketvirčiui šviesos greičio. Grandinėje ėmė spinduliuoti tikri fotonai. „Dalelės atsirasdavo poromis, tiesiog iš vakuumo“, – sakė C.Wilsonas.

„Tai buvo sunkus techninis eksperimentas, – pabrėžė jis. – Buvome labai patenkinti, kai jis pavyko.“

„Tai svarbus proveržis“, – sutinka Diego Dalvitas, fizikas iš Los Alamos Nacionalinės laboratorijos Naujojoje Meksikoje. Virtualių fotonų energija yra kosmologų geriausias spėjimas, kas slypi už tamsiosios energijos, spartinančios visatos plėtimąsi.

D.Dalvitas tikisi, kad eksperimentas „atvers galimybę atlikti kosmologinius eksperimentus ant stalo“.

Šaltinis: Michael Brooks, „New Scientist“.

Technologijos.lt

Pranešti klaidą

Sėkmingai išsiųsta

Dėkojame už praneštą klaidą

Naujienos

Popiežiaus vizitas Aktualu

Pagrindiniai popiežiaus Pranciškaus mokymo akcentai: ar jis išties reformuoja Bažnyčią?

Aktualu

V.Putinas staiga griebėsi nuolaidų dėl karo Sirijoje: kas lemia tokį nuolankumą?

Pasaulis kišenėje

Rudens kelionės į saulėtus kurortus: kiek galima sutaupyti ir ko reikia pasisaugoti

Verslas

Lituanistinių institutų jungimas iškėlė klausimą: ar viskas daroma tik dėl pastatų?

Popiežiaus vizitas Sportas

Popiežius ir kamuolys: kodėl buvo vadinamas „pata dura“ ir nėra matęs žaidžiančio L.Messi?

24sek

Domanto Sabonio universitetas suviliojo Kauno „Žalgirio“ talentą

Vardai

Po ilgos pertraukos Avril Lavigne pristato naują dainą: „Parašiau ją galvodama, kad mirštu“

Aktualu

Be globėjų ir namų likęs našlaitis nerūpi ir valdininkams – vietos Vilniuje jam dar ieško

Jolita Vaitkutė – apie kūrybą, skaitymą ir įsimintiniausias knygas

Deuce

Teniso pasaulį sužavėjo R.Berankio varžovo reakcija į teisėjo nuobaudą

Pasaulis kišenėje

Lietuvis Kretoje rado 1800 metų senumo vazą: iš pradžių man grasino kalėjimu

Gyvenimas

Netapkite kliūtimi savo laimei: 3 mitai apie byrančią santuoką

Popiežiaus vizitas Aktualu

Prieš popiežiaus Pranciškaus vizitą į Vilnių – sveikinimas Baltijos šalims

Kultūra

Apie ką juoktis gyvenant priespaudoje, arba Humoras Palestinos kine

Vardai

Mia pradeda gyvenimą iš naujo: „Pastarieji 4 metai su šiuo žmogumi man buvo tikra kančia“

24sek

Tarp LKL naujovių – du klubai po padidinamuoju stiklu ir R.Alijevui užtrenktos durys

Gazas

1000WOW: lietuvis pasiryžo įveikti 250 000 kilometrų ir pamatyti 1000 pasaulio stebuklų per 4 metus

Aktualu

Prancūzijos teismas ultradešiniųjų lyderei M.Le Pen skyrė psichiatrinę ekspertizę

Aktualu

Dandolko lietuvių bendruomenė renka aukas nužudytos lietuvės laidotuvėms

Aktualu

Apstulbino Madridą: D.Trumpas ispanams pasiūlė pastatyti tvorą Sacharos dykumoje

Naujienos

Popiežiaus vizitas Aktualu

Pagrindiniai popiežiaus Pranciškaus mokymo akcentai: ar jis išties reformuoja Bažnyčią?

Aktualu

V.Putinas staiga griebėsi nuolaidų dėl karo Sirijoje: kas lemia tokį nuolankumą?

Pasaulis kišenėje

Rudens kelionės į saulėtus kurortus: kiek galima sutaupyti ir ko reikia pasisaugoti

Verslas

Lituanistinių institutų jungimas iškėlė klausimą: ar viskas daroma tik dėl pastatų?

Popiežiaus vizitas Sportas

Popiežius ir kamuolys: kodėl buvo vadinamas „pata dura“ ir nėra matęs žaidžiančio L.Messi?

24sek

Domanto Sabonio universitetas suviliojo Kauno „Žalgirio“ talentą

Vardai

Po ilgos pertraukos Avril Lavigne pristato naują dainą: „Parašiau ją galvodama, kad mirštu“

Aktualu

Be globėjų ir namų likęs našlaitis nerūpi ir valdininkams – vietos Vilniuje jam dar ieško

Jolita Vaitkutė – apie kūrybą, skaitymą ir įsimintiniausias knygas

Deuce

Teniso pasaulį sužavėjo R.Berankio varžovo reakcija į teisėjo nuobaudą

Pasaulis kišenėje

Lietuvis Kretoje rado 1800 metų senumo vazą: iš pradžių man grasino kalėjimu

Gyvenimas

Netapkite kliūtimi savo laimei: 3 mitai apie byrančią santuoką

Popiežiaus vizitas Aktualu

Prieš popiežiaus Pranciškaus vizitą į Vilnių – sveikinimas Baltijos šalims

Kultūra

Apie ką juoktis gyvenant priespaudoje, arba Humoras Palestinos kine

Vardai

Mia pradeda gyvenimą iš naujo: „Pastarieji 4 metai su šiuo žmogumi man buvo tikra kančia“

24sek

Tarp LKL naujovių – du klubai po padidinamuoju stiklu ir R.Alijevui užtrenktos durys

Gazas

1000WOW: lietuvis pasiryžo įveikti 250 000 kilometrų ir pamatyti 1000 pasaulio stebuklų per 4 metus

Aktualu

Prancūzijos teismas ultradešiniųjų lyderei M.Le Pen skyrė psichiatrinę ekspertizę

Aktualu

Dandolko lietuvių bendruomenė renka aukas nužudytos lietuvės laidotuvėms

Aktualu

Apstulbino Madridą: D.Trumpas ispanams pasiūlė pastatyti tvorą Sacharos dykumoje

Vardai

Daugiau vandens

Sveikata

Ruduo pilnas komplimentų

Parašykite atsiliepimą apie 15min