Чи може світло виникнути з нізвідки? Фізики зробили крок до розгадки цього питання.

Світло може виникати з абсолютної порожнечі — це один з найцікавіших аспектів квантової фізики, і нещодавно він отримав нове підтвердження. Міжнародна група вчених провела комп'ютерне моделювання, яке продемонструвало, як у вакуумному просторі можуть генеруватися промені світла без залучення звичних джерел випромінювання.

Результати наукового дослідження були опубліковані в журналі Communications Physics, повідомляє ZME Science.

Хоча вакуум може здаватися абсолютно пустим простором, за квантовою теорією поля він переповнений мікроскопічними процесами. Всередині нього існують віртуальні частинки, які з'являються і зникають за мить. Наприклад, електрон разом зі своїм античастинкою, позитроном, може виникнути з енергії та так само швидко зникнути. У звичайних умовах це явище непомітне. Однак, якщо створити достатньо потужне електромагнітне поле, наприклад, за допомогою лазерів, ці віртуальні частинки можуть стати видимими і почати взаємодіяти.

Вчені-фізики змогли відтворити на комп'ютерній моделі процес, при якому три потужні лазерні промені, що перетинаються, викликають появу четвертого променя, не використовуючи жодного традиційного джерела світла. Це явище, що належить до квантової фізики, називається вакуумним чотирьоххвильовим змішуванням. Воно здійснюється лише в умовах, коли фотони (елементарні частинки світла) починають взаємодіяти між собою, що в рамках класичної фізики вважалося неможливим.

Це моделювання не лише підтверджує стародавні теоретичні припущення квантової електродинаміки, але й наближає науковців до практичної експериментальної роботи. Спостереження взаємодії світла з самим собою є не просто цікавою аномалією, а й новим засобом для дослідження основних характеристик Всесвіту.

Додатково, цю методику можна застосувати для виявлення аксійонів — теоретичних частинок, які, згідно з однією з наукових гіпотез, можуть бути складовою темної матерії. Якщо ці частинки дійсно існують, вони можуть впливати на характеристики світла у вакуумі, а змодельовані явища можуть сприяти їхньому відкриттю.