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

Aktualu

Streikuojantys Klaipėdos mokytojai išeis į gatves: „Tai gaisras, kurį gesinti reikia tuoj pat“

Verslas

Seime prasidėjo diskusijos dėl PVM lengvatų elektromobiliams, malkoms ir vaikų maistui

Aktualu

Justinas Mickus: Tikra Europos armija? Verčiau pakalbėkime apie tikrąją PESCO naudą

Vardai

15min studijoje – iš ekstremalios kelionės grįžę L.Pobedonoscevas ir A.Bružas

Verslas

Seimas pritarė naujovėms: individualiai veiklai – mažesni mokesčiai, o „Sodrai“ – įrankis prieš sukčius

Vardai

Eimunto Nekrošiaus netektis: „Mirė visa lietuviška teatro epocha. Kurti toliau bus labai sunku“

Kultūra

O koks tu, kai nevaidini? Saulius Čiučelis

Kultūra

Mirė režisierius Eimuntas Nekrošius: artimųjų pageidavimu laidotuvės bus privačios

15min iš Belgrado Sportas

Serbų mačas su lietuviais Belgrade – vertas milijono

Aktualu

Garsus fotografas drėbtelėjo: niekas nepasikeis, kol asocialams leidžiama daugintis

Mokslas.IT

Pasaulyje sutriko „Facebook“ ir „Instagram“ veikla

Gazas

Ar automobilis gali degalams naudoti vandenį?

Aktualu

Dailininkės A.Každailytės artimieji neiškovojo didesnės bausmės jos žudikui

Mokslas.IT

Tiesos serumas: filmų kūrėjų pramanas ar realiai egzistuojanti tardymo priemonė?

Aktualu

Visiškai girtas BMW vairuotojas Kaune sukėlė kraupią avariją

Verslas

Seimas po svarstymo pritarė vaiko pinigų didinimui iki 50 eurų

Vardai

R.Mačiulytės skriaudėjo nepasigailėjo ir apeliacinis teismas: nelaisvės terminas prailgintas

Aktualu

Neprotestuojančios profsąjungos siūlo, kaip koreguoti atlyginimų pedagogams tvarką

Aktualu

Sprogimas per dvasininkų susitikimą Kabule pražudė mažiausiai 40 žmonių

Gyvenimas

15min studijoje – pokalbis su neurologe apie migrenos simptomus ir pasekmes

Naujienos

Aktualu

Streikuojantys Klaipėdos mokytojai išeis į gatves: „Tai gaisras, kurį gesinti reikia tuoj pat“

Verslas

Seime prasidėjo diskusijos dėl PVM lengvatų elektromobiliams, malkoms ir vaikų maistui

Aktualu

Justinas Mickus: Tikra Europos armija? Verčiau pakalbėkime apie tikrąją PESCO naudą

Vardai

15min studijoje – iš ekstremalios kelionės grįžę L.Pobedonoscevas ir A.Bružas

Verslas

Seimas pritarė naujovėms: individualiai veiklai – mažesni mokesčiai, o „Sodrai“ – įrankis prieš sukčius

Vardai

Eimunto Nekrošiaus netektis: „Mirė visa lietuviška teatro epocha. Kurti toliau bus labai sunku“

Kultūra

O koks tu, kai nevaidini? Saulius Čiučelis

Kultūra

Mirė režisierius Eimuntas Nekrošius: artimųjų pageidavimu laidotuvės bus privačios

15min iš Belgrado Sportas

Serbų mačas su lietuviais Belgrade – vertas milijono

Aktualu

Garsus fotografas drėbtelėjo: niekas nepasikeis, kol asocialams leidžiama daugintis

Mokslas.IT

Pasaulyje sutriko „Facebook“ ir „Instagram“ veikla

Gazas

Ar automobilis gali degalams naudoti vandenį?

Aktualu

Dailininkės A.Každailytės artimieji neiškovojo didesnės bausmės jos žudikui

Mokslas.IT

Tiesos serumas: filmų kūrėjų pramanas ar realiai egzistuojanti tardymo priemonė?

Aktualu

Visiškai girtas BMW vairuotojas Kaune sukėlė kraupią avariją

Verslas

Seimas po svarstymo pritarė vaiko pinigų didinimui iki 50 eurų

Vardai

R.Mačiulytės skriaudėjo nepasigailėjo ir apeliacinis teismas: nelaisvės terminas prailgintas

Aktualu

Neprotestuojančios profsąjungos siūlo, kaip koreguoti atlyginimų pedagogams tvarką

Aktualu

Sprogimas per dvasininkų susitikimą Kabule pražudė mažiausiai 40 žmonių

Gyvenimas

15min studijoje – pokalbis su neurologe apie migrenos simptomus ir pasekmes

Vardai

Ypatingos

07:48
07:40

Gera keliauti kartu

Sveikata

Būk nesustabdoma

Parašykite atsiliepimą apie 15min