Да будет свет: динамический эффект Казимира экспериментально подтвержден

Ученые из Технологического университета Чалмерса, Швеция, добились успеха в «извлечении» света из вакуума – наблюдавшийся эффект был предсказан более 40 лет назад.

Эксперимент базируется на одном из наиболее неочевидных, но наиболее важном принципе релятивистской квантовой электродинамики, заключающемся в том, что в вакууме постоянно рождаются и аннигилируют виртуальные пары частица—античастица.

Кристофер Уилсон (Christopher Wilson) с коллегами успешно перевели пару фотонов из виртуального состояния в реальное. В 1970 г. Мур (Moore) предсказал, что это может случиться, если виртуальные фотоны отразятся от зеркала, которое движется со скоростью, отношение которой к скорости света достаточно велико. Это явление известно как динамический эффект Казимира, который и наблюдали впервые ученые из Чалмерса.

«Поскольку невозможно получить зеркало, движущееся достаточно быстро, мы разработали другой метод для достижения того же эффекта, – объясняет проф. Пер Делсинг (Per Delsing). – Взамен изменения физического расстояния к зеркалу мы изменяли электрическую длину (число длин волн, которые могут распространяться в цепи) короткой цепи, что оказывало такой же эффект на микроволны».

«Зеркало» представляло два коротких (по 100 мкм) проводника, соединенных SQUID (Superconducting quantum interference device), который, будучи крайне чувствительным к магнитному полю, играл роль переменной индуктивности. Прилагаемое внешнее магнитное поле имело частоту 11 ГГц.

«Результат был тот, что из вакуума появлялись фотоны, которые мы могли фиксировать как микроволновое излучение, – сказал Пер Делсинг. – Мы также установили, что излучение обладало свойствами, предсказанными теорией».

Главное значение эксперимента заключается в возможности лучше понять основные физические концепции, такие как флуктуации вакуума. Есть предположение, что флуктуации вакуума могут иметь связь с темной энергией, которая является причиной ускоренного расширения вселенной.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365