中子星的光出现古怪的量子效应，物理学家：80年前就已预言

中子星

在80多年前，物理学家曾预言了一个奇怪的量子效应，现在终于可能在宇宙中观测到了。

在1930年，物理学家维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）和汉斯·海因里希·欧拉（Hans Heinrich Euler）作出预测，非常强的磁场可以改变真空中光波的极性（这里极性是指光的电场和磁场的方向）。他们把这种量子效应称之为“真空双折射”，这并非由经典物理学预言的。

现在，使用欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT），科学家在来自中子星的光线中观察到这种效应。

中子星证实了一个奇怪的量子效应

中子星具有非常强的磁场，它也是宇宙中密度最大的天体之一，一汤匙的中子星物质在地球上重约9亿吨。像太阳一样的普通恒星，其核心进行的核聚变能产生向外的辐射压，可抵抗自身的重力，使恒星处于一种平衡状态。但是当核聚变停止时，那么，一定质量的恒星（8倍太阳质量）就有可能会坍缩形成中子星。

根据ESO的声明，新研究观测了距离地球大约400光年的中子星RX J1856.5-3754。即使它是已知最接近地球的中子星之一，但它非常的暗淡。这颗中子星的可见光只能通过使用VLT上的FORS2仪器才能观测到，这是目前望远镜技术的极限。

真空双折射只能在有着极强磁场的情况下才能检测到，例如中子星的磁场。

通过对RX J1856.5-3754发出的光进行检测，结果显示出明显的线性极化，大约为16%，这可能是由于在中子星周围的真空区域中发生了真空双折射的增强效应。

真空中的虚粒子

在经典物理学中，真空完全是空无的。但在量子物理学中，真空中存在着不断出现和消失的“虚粒子”。海森堡和欧拉利用量子电动力学（QED）来说明真空的量子性质如何影响光波。

利用VLT测量到了高度线性极化，目前其他理论无法解释，只有量子电动力学预言的真空双折射效应给出了合理的解释。根据量子电动力学，对于光的传播，高度磁化的真空就像棱镜一样，可以改变真空中光波的极性。

时隔80多年，这个此前尚未经过实验验证的量子电动力学的预言终于被中子星发出的光证实了。