Мы все мечтаем получить нечто из ничта            Можно получить кое-что из ничего – если двигаться со скоростью близкой к скорости света. Это открытие подтверждает предсказание 41-годичной давности о том, как можно вырабатывать энергию из пустого пространства и получать свет.

            Это явление объясняется тем давно принятым в современной физике положением, что пустое пространство на самом деле не совсем пустое, но кишащее возникающими и тут же исчезающими частицами. Связано это с законами квантовой механики, которая утверждает, что даже вакуум не может иметь нулевой энергии, но должен испытывать небольшие флуктуации этой фундаментальной величины. Эти флуктуации представляют собой короткоживущие пары частиц.

            Присутствие этих «виртуальных» частиц, обычно фотонов, давно уже было проверено в экспериментах, демонстрирующих так называемый эффект Казимира, который состоит в следующем. Если два параллельных зеркала придвинуть близко друг к другу, они начнут одно к другому притягиваться. Происходит это из-за того, что малость пространства между зеркалами ограничивает число виртуальных фотонов, которые могли бы возникнуть в этой области. Поскольку вне этого объема фотонов больше, чем внутри, давление излучения с внешней стороны зеркал больше, чем между ними; разность этих давлений и толкает зеркала друг к другу.

            В наши дни Крис Уилсон (Chris Wilson) из Chalmers University of Technology в шведском Готенбурге и его коллеги сделали следующий шаг, — добывая фотоны из пустоты в процессе, названном динамическим эффектом Казимира. «Это был технически трудный эксперимент, — поясняет Уилсон. – Мы были очень рады, когда все получилось».

            Для получения этого эффекта нужно лишь одно металлическое зеркало, но оно должно двигаться со скоростью, близкой к скорости света, сквозь океан виртуальных фотонов в пустом пространстве. Так как зеркало проводит электричество, то фотоны, являющиеся электромагнитными частицами, будут поглощать часть его кинетической энергии. Затем они будут излучать эту лишнюю энергию, порождая пары реальных фотонов.

            Очевидно, что двигать зеркало со скоростью, близкой к световой, невозможно на практике. Поэтому исследователи использовали сверхпроводящий электрический контур с осциллятором, который быстро меняет расстояние, которое электрон должен пройти сквозь контур. Движение электрона определяется положением, в котором электрическое поле контура падает до нуля. Чтобы контролировать характеристики контура, ученые использовали сверхпроводящий квантовый интерференционный датчик (SQIUD). С его помощью они могли изменять расстояние от электрона до точки с нулевым полем так быстро, что электрон, казалось, двигался со скоростью лишь в четыре разе ниже световой. Этого, как выяснилось, достаточно для того, чтобы контур начал излучать реальные фотоны (Nature, DOI: 10.1038/nature10561). «Частицы возникали парами, порождаясь прямо из вакуума», говорит Уилсон.

            «Это значительный прорыв», — комментирует Диего Далвит (Diego Dalvit), физик из Los Alamos National Laboratory в Нью-Мексико. Энергия виртуальных фотонов – одна из лучших догадок космологов о причинах существования темной материи , которая, по последним данным науки, заставляет вселенную расширяться с ускорением. Этот эксперимент «откроет возможность настольных опытов по космологии», утверждает Далвит.

GD Star Rating
loading...
Свет, полученный из пустого места, 10.0 out of 10 based on 1 rating

Добавить комментарий