根據量子力學的說法，真空根本不是空的。實際上，它充滿了量子能量和顆粒，這些能量和顆粒在短暫的時刻閃爍和不存在 - 奇怪的信號被稱為量子波動。
幾十年來，只有間接證據在這些波動中，但是早在2015年，研究人員聲稱已經直接檢測了理論波動。現在，同一支團隊說，他們已經操縱了真空本身，並檢測到空白中這些奇怪的信號的變化，他們已經走了進一步。
我們正在這裡進入高級物理學的領域，但是在該實驗中真正重要的是，如果確認這些結果，研究人員可能只是解鎖了一種觀察，探測和測試量子領域而不會干擾它的方法。
這很重要，因為量子力學的最大問題之一以及我們對它的理解 - 每次我們測量和觀察量子系統時，我們摧毀它，當我們想取笑量子世界中發生的事情時，這並不是一個好兆頭。
這是量子真空的地方。
首先，讓我們以經典的方式考慮一個真空 - 因為空間完全沒有物質，最低的能量。那裡沒有顆粒，也沒有乾擾純物理。
但是量子力學中最基本原則之一的副產品，海森伯格的不確定性原則，指出我們對量子粒子有多了解是有限制的，結果，真空不是空的，它實際上是用自己的奇怪能量嗡嗡作響，並充滿了粒子 - 抗粒子對，它們會隨機出現並隨機消失。
這些更像是“虛擬”粒子，而不是物理物質，因此通常您無法檢測到它們。但是，儘管它們像量子世界中的大多數事物一樣看不見，但它們巧妙地影響了現實世界。
這些量子波動會產生可能影響電子的隨機波動電場，這是科學家首先間接證明的方式他們在1940年代的存在。
幾十年來，這就是我們必須繼續的全部。
然後，在2015年，由德國Konstanz大學的Alfred Leitenstorfer領導的一支團隊聲稱，通過觀察他們對光波的影響，他們直接發現了這些波動。結果是發表在科學。
為此，他們發射了一個超短激光脈衝 - 僅持續幾個飛秒，即十億美元的一秒鐘 - 持續到真空中，並能夠看到光的極化變化。他們說，這些變化直接由量子波動引起。
這是一個主張仍在辯論，但是研究人員現在已經通過“擠壓”真空將實驗提升到了一個新的水平，並說他們能夠因此觀察到量子波動的奇怪變化。
這不僅僅是這些量子波動存在的進一步證據，還表明他們已經提出了一種觀察量子世界中實驗的方法，而不會弄亂結果，這通常會破壞量子狀態。
“我們可以分析量子狀態，而無需在第一個近似中更改它們，”Leitenstorfer說。
通常，當您尋找量子波動對單個光粒子的影響時，您必須檢測到該光粒子或放大它，以查看效果。這將消除該光子上留下的“量子簽名”，這與團隊在2015年實驗中所做的類似。
這次，團隊沒有通過吸收和放大光子來查看量子波動的變化，而是研究了時域的光。
這聽起來很奇怪，但是在真空中，空間和時間以相同的方式行事，因此可以檢查一個人以了解更多有關另一個的信息。
這樣做，團隊看到當他們“擠壓”真空時，它有點像擠壓氣球，並重新分發了其中的奇怪量子波動。
在某些時候，波動比未進行過度真空的背景“噪音”響亮，在某些地方，它們更安靜。
Leitenstorfer將其與交通擁堵進行了比較 - 當有瓶頸在後面，在這一點之前，汽車的密度將再次降低。
同樣的事情在一定程度上發生在真空中 - 隨著真空被擠壓在一個地方，量子波動的分佈發生變化，因此它們可以加快或減速。
該效果可以在時域上測量，您可以在下面的時間域上列出。中間的顛簸是真空中的“擠壓”：
如您所見，由於擠壓，波動中有一些碎片。
但是，還有其他奇怪的事情也發生了，某些地方的波動似乎下降到背景噪音水平以下，該噪聲水平低於空白的基層狀態，科學家稱之為“這是”驚人的現象”。
“由於新的測量技術既不必吸收要測量也不要放大它們的光子，因此可以直接檢測真空的電磁背景噪聲，從而可以直接檢測到由研究人員創建的基礎狀態的受控偏差，”解釋新聞稿。
團隊現在正在測試他們的技術的準確性，以及他們可以從中學到多少。
儘管到目前為止的結果令人印象深刻，但該團隊仍然有可能只實現所謂的弱測量方法 - 一種不會干擾量子狀態的測量，但實際上並沒有太多告訴研究人員有關量子系統的信息。
如果他們可以使用這種技術學習更多信息，他們希望繼續使用它來探測“光的量子狀態”，這是我們剛剛開始開始理解的量子級別的光的無形行為。
需要進一步驗證來複製團隊的發現並表明他們的實驗確實有效。但這是很酷的第一步。
該研究已發表在自然。
