เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ได้สังเกตปรากฏการณ์ควอนตัมแปลก ๆ ในการดำเนินการโดยที่กดาวนิวตรอนถูกล้อมรอบด้วยสนามแม่เหล็กที่เข้มข้นมันทำให้เกิดขึ้นในพื้นที่ว่างเปล่าที่สสารปรากฏขึ้นและออกจากการดำรงอยู่ตามธรรมชาติ
เรียกว่า Vacuum Birefringence ปรากฏการณ์ที่แปลกประหลาดนี้ได้รับการคาดการณ์ครั้งแรกในช่วงทศวรรษที่ 1930 แต่เคยถูกสังเกตในระดับอะตอมเท่านั้น ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้เห็นว่ามันเกิดขึ้นในธรรมชาติและมันขัดกับทุกสิ่งที่นิวตันและไอน์สไตน์ได้แมปออก
"นี่คือการรวมตัวกันของสนามควอนตัม" Jeremy Heyl จากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในแคนาดาซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยบอกศาสตร์-"มันเป็นที่ประจักษ์ในระดับของดาวนิวตรอน"
ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาตินำโดย Roberto Mignani จาก Inaf Milan ในอิตาลีได้ค้นพบในขณะที่สังเกตดาวนิวตรอนที่เรียกว่าRX J1856.5-3754นั่นคือ 400 ปีแสงจากโลก
ดาวนิวตรอนเป็นแกนที่ถูกบดขยี้ของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่ทรุดตัวลงภายใต้น้ำหนักของตัวเองเมื่อพวกเขาหมดเชื้อเพลิงและระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา
พวกเขาทำจากวัสดุที่หนาแน่นที่สุดในจักรวาล - เพียง 1 ช้อนชาของสิ่งของจะมีน้ำหนัก1 พันล้านตันบนโลก- และเปลือกโลกของพวกเขาคือ10 พันล้านครั้งแข็งแรงกว่าเหล็ก
ดาวนิวตรอนยังมีสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งที่สุดในจักรวาลที่รู้จัก - นักดาราศาสตร์ทำนายว่าสนามแม่เหล็กดาวนิวตรอนที่แข็งแกร่งที่สุดเกือบจะเกือบแข็งแกร่งกว่า 100 ล้านล้านเท่ากว่าโลก
สนามแม่เหล็กเหล่านี้ไร้สาระพวกเขาคิดว่าจะส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของพื้นที่ว่างรอบดาวนิวตรอน
ในฟิสิกส์คลาสสิกของนิวตันและไอน์สไตน์สูญญากาศของพื้นที่ว่างเปล่าทั้งหมด แต่ทฤษฎีของกลศาสตร์ควอนตัมถือว่ามีบางสิ่งที่แตกต่างกันมาก
ตามควอนตัมอิเล็กโทรด(QED) - ทฤษฎีควอนตัมที่อธิบายว่าแสงและสสารมีการโต้ตอบอย่างไร - คาดการณ์ว่าพื้นที่นั้นเต็มไปด้วยจริง'อนุภาคเสมือนจริง'ที่ปรากฏเข้าและออกจากการดำรงอยู่และยุ่งเหยิงกับกิจกรรมของอนุภาคแสง (โฟตอน) ในขณะที่พวกมันซิปไปรอบ ๆ จักรวาล
อนุภาคเสมือนจริงเหล่านี้ไม่เหมือนอนุภาคทางกายภาพปกติเช่นอิเล็กตรอนและโฟตอน แต่มีความผันผวนในเขตควอนตัมที่มีคุณสมบัติคล้ายกับอนุภาคปกติ - ความแตกต่างใหญ่ที่พวกเขาสามารถปรากฏและหายไปได้ทุกจุดในอวกาศและเวลา
ในพื้นที่ว่างปกติโฟตอนจะไม่ได้รับผลกระทบจากอนุภาคเสมือนจริงเหล่านี้และเดินทางโดยไม่มีสัญญาณรบกวน
แต่ในพื้นที่ว่างใกล้กับสนามแม่เหล็กที่เข้มข้นอย่างไม่น่าเชื่อของดาวนิวตรอนอนุภาคเสมือนจริงเหล่านี้เป็น 'ตื่นเต้น' และพวกเขามีผลอย่างมากต่อโฟตอนใด ๆ ที่ผ่าน
"ตามที่ QED สุญญากาศแม่เหล็กสูงทำหน้าที่เป็นปริซึมสำหรับการแพร่กระจายของแสงซึ่งเป็นผลที่เรียกว่าสูญญากาศ birefringence"Mignani อธิบายในการแถลงข่าว
"เอฟเฟกต์นี้สามารถตรวจพบได้เฉพาะในการปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งอย่างมหาศาลเช่นรอบดาวนิวตรอน"เพิ่มสมาชิกในทีม Roberto Turollaจากมหาวิทยาลัยปาดัวในอิตาลี
ตามที่ Jay Bennett รายงานกลไกยอดนิยมนักวิจัยกำกับกล้องโทรทรรศน์พื้นดินที่ทันสมัยที่สุดในโลกกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากในยุโรปใต้ (VLT) ที่ดาวนิวตรอนของพวกเขาและสังเกตการโพลาไรซ์เชิงเส้น - การจัดตำแหน่งของคลื่นแสงที่ได้รับอิทธิพลจากการบังคับแม่เหล็กไฟฟ้า - ในพื้นที่ว่างรอบดาว
"นี่ค่อนข้างแปลกเพราะสัมพัทธภาพทั่วไปบอกว่าแสงควรผ่านได้อย่างอิสระผ่านสุญญากาศเช่นอวกาศโดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลง"เบนเน็ตต์กล่าว
"โพลาไรซ์เชิงเส้นอยู่ในระดับดังกล่าว (16 องศาเพื่อความแม่นยำ) ว่าคำอธิบายที่รู้จักเพียงอย่างเดียวคือทฤษฎีของ QED และอิทธิพลของอนุภาคเสมือนจริง"
คุณสามารถเห็นภาพประกอบของสิ่งนี้ที่ด้านบนของหน้าซึ่งแสงที่มาจากพื้นผิวของดาวนิวตรอน (ด้านซ้าย) จะกลายเป็นขั้วเชิงเส้นในขณะที่มันเดินทางผ่านสูญญากาศของอวกาศระหว่างทางไปยังผู้สังเกตการณ์บนโลก (ทางด้านขวา)
ขั้นตอนต่อไปในตอนนี้คือการสังเกตที่จะทำซ้ำในสถานการณ์อื่นเพื่อทราบว่าสูญญากาศ birefringence เป็นสิ่งที่เรากำลังดูอยู่ที่นี่และถ้าเป็นเช่นนั้นเรามีปรากฏการณ์ใหม่ทั้งหมดที่จะตรวจสอบในสาขากลศาสตร์ควอนตัม
"เมื่อไอน์สไตน์มาพร้อมกับทฤษฎีของสัมพัทธภาพทั่วไป100 ปีที่แล้วเขาไม่รู้ว่าจะใช้สำหรับระบบการนำทาง ผลที่ตามมาของการค้นพบนี้อาจจะต้องรับรู้ในช่วงเวลาที่ยาวนานขึ้น "Magnani กล่าวนักวิทยาศาสตร์ใหม่
การวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในประกาศรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์-และคุณสามารถเข้าถึงได้ฟรีที่arxiv.org
