Тиймээс тэр хоосон чанар нь хоосон байхаа болино
Вакуум гэдэг нь хараагүй байсан ч олон зүйл болдог газар юм. Гэсэн хэдий ч чухам юунд маш их энерги шаардагддагийг олж мэдэхийн тулд саяхан болтол эрдэмтэд виртуал бөөмсийн ертөнцийг үзэх боломжгүй мэт санагдаж байв. Зарим хүмүүс ийм нөхцөлд зогсоход бусад нь тэднийг оролдоход нь урамшуулах боломжгүй юм.
Квантын онолоор хоосон орон зай нь орших ба эс оршихуйн хооронд лугшиж байдаг виртуал бөөмсөөр дүүрдэг. Бидэнд тэднийг олох ямар нэгэн хүчтэй зүйл байхгүй л бол тэдгээр нь огт илрэхгүй.
Шведийн Готенбург хотын Чалмерс технологийн их сургуулийн онолын физикч Маттиас Марклунд "NewScientist" сэтгүүлийн XNUMX-р сарын дугаарт "Хүмүүс ихэвчлэн вакуум гэж ярихдаа тэр чигтээ хоосон зүйлийг хэлдэг" гэж хэлжээ.
Лазер нь тийм ч хоосон биш гэдгийг харуулж чадна.
Статистик утгаараа электрон
Виртуал бөөмс нь квант талбайн онолын математикийн ойлголт юм. Эдгээр нь харилцан үйлчлэлээр дамжуулан оршихуйгаа илэрхийлдэг физик хэсгүүд бөгөөд массын бүрхүүлийн зарчмыг зөрчдөг.
Виртуал бөөмс Ричард Фейнманы бүтээлүүдэд гардаг. Түүний онолоор бол физик бөөм бүр нь үнэндээ виртуал бөөмсүүдийн нэгдэл юм. Физик электрон нь үнэндээ виртуал электрон ялгаруулдаг виртуаль электрон бөгөөд виртуал электрон-позитрон хос болж задарч, виртуал фотонуудтай харилцан үйлчилдэг гэх мэт эцэс төгсгөлгүй үргэлжлэх болно. "Физик" электрон нь виртуал электронууд, позитронууд, фотонууд болон магадгүй бусад бөөмсүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн тасралтгүй үйл явц юм. Электрон "бодит байдал" нь статистик ойлголт юм. Энэ багцын аль хэсэг нь үнэхээр бодитой болохыг хэлэх боломжгүй юм. Эдгээр бүх бөөмсийн цэнэгийн нийлбэр нь электроны цэнэгийг үүсгэдэг (жишээ нь, энгийнээр хэлэхэд виртуал позитронуудаас нэгээр илүү виртуал электрон байх ёстой) ба тэдгээрийн массын нийлбэр нь зөвхөн мэдэгдэж байна. бүх бөөмс нь электроны массыг үүсгэдэг.
Вакуумд электрон-позитрон хосууд үүсдэг. Аливаа эерэг цэнэгтэй бөөмс, жишээлбэл протон нь эдгээр виртуал электронуудыг татаж, позитронуудыг түлхэх болно (виртуал фотонуудын тусламжтайгаар). Энэ үзэгдлийг вакуум туйлшрал гэж нэрлэдэг. Протоноор эргүүлсэн электрон-позитрон хосууд
Тэд протоны талбайг цахилгаан оронтойгоо өөрчилдөг жижиг диполь үүсгэдэг. Тиймээс бидний хэмжиж буй протоны цахилгаан цэнэг нь протоных биш, харин бүхэл системийн, түүний дотор виртуал хосуудынх юм.
Вакуум руу лазер
Виртуал бөөмс байдаг гэдэгт бид итгэх болсон шалтгаан нь фотонуудын электронтой харилцан үйлчлэлийг тайлбарлахыг оролддог физикийн нэг салбар болох квант электродинамикийн (QED) үндэс суурьтай холбоотой юм. Энэ онолыг 30-аад онд бий болгосноос хойш физикчид математикийн хувьд зайлшгүй шаардлагатай боловч харагдах, сонсох, мэдрэх боломжгүй бөөмсийн асуудлыг хэрхэн шийдвэрлэх талаар сонирхож ирсэн.
QED онолын хувьд хэрэв бид хангалттай хүчтэй цахилгаан орон үүсгэвэл виртуал дагалдах электронууд (эсвэл электрон гэж нэрлэгддэг статистикийн конгломератыг бүрдүүлдэг) тэдгээрийн оршихуйг илчилж, тэдгээрийг илрүүлэх боломжтой болохыг харуулж байна. Үүнд шаардагдах эрчим хүч нь Швингерийн хязгаар гэж нэрлэгддэг хязгаарт хүрч, хэтрэх ёстой бөгөөд үүнийг дүрслэн хэлэхэд вакуум нь сонгодог шинж чанараа алдаж, "хоосон" байхаа болино. Яагаад ийм энгийн биш байгаа юм бэ? Таамаглалын дагуу шаардлагатай эрчим хүчний хэмжээ нь дэлхийн бүх цахилгаан станцын үйлдвэрлэсэн нийт эрчим хүчтэй тэнцэхүйц байх ёстой - өөр тэрбум дахин.
Энэ зүйл бидний хүртээмжгүй мэт санагдаж байна. Гэхдээ 80-аад онд өнгөрсөн жилийн Нобелийн шагналт Жерард Мору, Донна Стрикланд нарын бүтээсэн хэт богино, өндөр эрчимтэй оптик импульсийн лазер техникийг ашиглах нь тийм ч чухал биш юм. Мороу өөрөө эдгээр лазерын супер зургуудад олж авсан гига-, тера-, тэр ч байтугай петаваттын хүч нь вакуумыг эвдэх боломжийг бүрдүүлдэг гэж илэн далангүй хэлсэн. Түүний үзэл баримтлалыг Европын сангуудын дэмжлэгтэйгээр Румын улсад хөгжүүлсэн Extreme Light Infrastructure (ELI) төсөлд тусгажээ. Эрдэмтэд Швингерийн хязгаарыг даван туулахын тулд ашиглахыг хүсч буй 10 певаттын хоёр лазер Бухарестийн ойролцоо байдаг.
Гэсэн хэдий ч бид эрчим хүчний хязгаарлалтыг даван туулж чадсан ч үр дүн, эцэст нь физикчдийн нүдэнд юу харагдах нь тодорхойгүй хэвээр байна. Виртуал бөөмсийн хувьд судалгааны арга зүй бүтэлгүйтэж эхэлдэг бөгөөд тооцоолол нь утгагүй болсон. Энгийн тооцоолол нь хоёр ELI лазер хэт бага энерги үүсгэдэг болохыг харуулж байна. Дөрвөн нийлмэл багц ч гэсэн шаардлагатай хэмжээнээс 10 дахин бага хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд энэ ид шидийн хязгаарыг нэг удаагийн огцом хязгаар биш, харин аажмаар өөрчлөгдөх талбар гэж үздэг тул үүнд сэтгэлээр унадаггүй. Тиймээс тэд бага хэмжээний эрчим хүч хэрэглэсэн ч гэсэн зарим виртуал эффектийг хүлээж байна.
Судлаачид лазерын туяаг бэхжүүлэх янз бүрийн санааг дэвшүүлдэг. Тэдгээрийн нэг нь гэрлийн хурдаар хөдөлдөг толин тусгалыг тусгаж, өсгөх нэлээн чамин ойлголт юм. Бусад санаанууд нь фотоны цацрагийг электрон туяатай мөргөлдөх, лазер туяатай мөргөлдөх замаар цацрагийг өсгөх зэрэг багтана. Шанхай дахь Хятадын хэт гэрлийн судалгааны төвийн эрдэмтэд үүнийг хэрэгжүүлэхийг хүсч байна. Фотон эсвэл электронуудын агуу мөргөлдөөн бол ажиглах нь зүйтэй шинэ бөгөөд сонирхолтой ойлголт юм.
