天文学家有史以来第一次在真空中观察到量子扭曲

1. 使用欧洲南方天文台(European Southern Observatory，ESO)的超大型望远镜(Very Large Telescope，VLT)，一个科学家团队有史以来第一次观察到真空双折射(vacuum birefringence)。

2. 这个团队只用可见光来观察距离地球约4百光年的中子星RX J1856.5-375，把现有的望远镜技术推向极限。

少一点奇怪

真空双折射是一种奇怪的量子现象，只有在原子规模上才能看到。它发生在一颗中子星被一个非常强烈的磁场包围时，在真空中的一块区域产生；在那里物质随机出现和消失。

由于强烈磁场的关系，这个在真空中的光偏振首先是在1930年代被物理学家维尔纳?海森堡(Werner Heisenberg)和汉斯?海因里希?欧拉(Hans Heinrich Euler)认为可能是量子电动力学(quantum electrodynamics，QED)理论的产物。这个理论描述了光和物质的相互作用。

现在，有史以来第一次，这个奇怪的量子效应被来自义大利米兰的国家天文物理研究所(INAF)与波兰的绿山城大学(University of Zielona Gora)的一个科学家团队观察到。

使用歐洲南方天文台(European Southern Observatory，ESO)的超大型望遠鏡(Very Large Telescope，VLT)，由羅伯托·米格納尼(Roberto Mignani)領導的研究團隊，觀察距離地球約4百光年的中子星RX J1856.5-375。

中子星相當暗淡，但它們比太陽重10倍。因此，它們有極強的磁場瀰漫在表面和周圍。

真空應該是空無一物的空間(至少根據愛因斯坦和牛頓)。在那裏，光可以不受限制或不受改變的通過。但是，根據QED，空間(太空)充滿了虛擬粒子，不斷地突然冒出實體和消失。非常強的磁場，像是圍繞中子星的那些磁場，可以改變像是真空那樣的空間。

使用在VLT上的FORS2儀器，這些研究人員能夠只用可見光來觀察中子星，把現有的望遠鏡技術推向極限。

更好的望遠鏡

研究這顆恆星的VLT數據，這些研究人員看見大約16％顯著程度的線性偏振發生。這很可能是由於在RX J1856.5-375周圍區域的真空雙折射所造成的。

米格納尼說：「我們用VLT測量到的高線性[偏振]，無法用我們的模型輕易解釋，除非包含了QED預測的真空雙折射效應。」

受限於使用的技術，米格納尼相信未來的望遠鏡可以透過研究其他中子星，來發現更多關於類似的奇怪量子效應。他說：「用下一代望遠鏡來做[偏振]測量，例如ESO的歐洲極大望遠鏡(European Extremely Large Telescope，EELT)，在更多中子星周圍的真空雙折射效應的QED預言測試中，扮演重要的角色。」

研究員吳建華(Kinwah Wu，暫譯)說：「現在第一次在可見光做的這種測量，也為在X射線波長進行類似的測量鋪路。」

The study  was published by the ESO.

这项研究被ESO发表。

来源：Futurism