Průvodce | Karpattreky | Horolezectví | Cykloturistika | Cestování | Lyžování | Příroda | Soutěže | Aktuality | Kalendář akcí | Napsat článek | Seznamka | Více…
Kontakty  Cookies  Ceník inzerce  RSS 
Treking.cz Hledat
Poslední aktualizace: 9.11.2018 , svátek má
Reklama
Treking > Vesmír > Dvojlom vakua potvrzen?

Dvojlom vakua potvrzen?

První známky podivných kvantových vlastností prázdného prostoru? Pozorování neutronové hvězdy pomocí VLT mohou potvrdit 80 let starou předpověď vlastností vakua

30.11.2016 | ESO 1641

Týmu astronomů pracujícímu s dalekohledem ESO/VLT se ve světle vyzařovaném mimořádně hustou neutronovou hvězdou se silným magnetickým polem zřejmě podařilo zachytit první známky kvantového efektu, jehož předpověď pochází již z roku 1930. Stupeň polarizace pozorovaného světla naznačuje, že v jinak prázdném prostoru v okolí neutronové hvězdy by se mohl projevovat kvantový jev známý jako dvojlom vakua.

Polarizace světla vyzařovaného neutronovou hvězdou

Roberto Mignani (INAF Milan, Itálie; University of Zielona Gora, Polsko) a jeho tým využili dalekohled ESO/VLT pracující na observatoři Paranal v Chile ke zkoumání neutronové hvězdy RX J1856.5-3754, která leží asi 400 světelných let od Slunce [1].

Přestože se jedná o jednu z nejbližších známých neutronových hvězd, je tak mimořádně slabá, že její pozorování pomocí přístroje FORS2 a dalekohledu VLT bylo doslova na hranici technických možností současných astronomických zařízení.

Neutronové hvězdy jsou velmi hustými pozůstatky jader hvězd alespoň desetkrát hmotnějších než Slunce, které v závěrečné fázi svého vývoje explodovaly jako supernovy. Nesou mimořádně silné magnetické pole - miliardkrát silnější než například u Slunce, které proniká jejich povrchovými vrstvami do okolního prostoru.

Čtěte také: Permeabilita: Veličina vyjadřující vliv prostředí na magnetické

Magnetická pole neutronových hvězd jsou tak silná, že mohou ovlivňovat dokonce vlastnosti prázdného prostoru v okolí. Vakuum většinou považujeme za naprosto prázdné a světlo jím může procházet bez jakékoliv změny. Z pohledu kvantové elektrodynamiky (QED) je však prázdný prostor naplněn neustále vznikajícími a zanikajícími virtuálními nabitými částicemi. Kvantová teorie popisuje rovněž interakce mezi těmito nabitými částicemi a fotony. Velmi silná magnetická pole mohou ovlivňovat vlastnosti prostoru takovým způsobem, že i ve vakuu může docházet ke změnám polarizace světla, které jím prochází.

Roberto Mignani vysvětluje: "Podle kvantové elektrodynamiky se vakuum v silném magnetickém poli při průchodu světla chová podobně jako hranol a dochází zde k jevu, který je známý jako dvojlom vakua."

Polarizace světla vyzařovaného neutronovou hvězdou

Dvojlom vakua (vacuum birefringence) je jedním z mnoha jevů předpovězených v rámci kvantové elektrodynamiky, ale jako jeden z mála dosud nebyl pozorován. Pokusy o jeho detekci v laboratorních podmínkách jsou neúspěšné již 80 let, od doby, kdy existenci jevu předpověděli Werner Heisenberg a Hans Heinrich Euler.

"Jev lze detekovat pouze za přítomnosti mimořádně silných magnetických polí, jaká se vyskytují například v okolí neutronových hvězd. To znovu ukazuje, že neutronové hvězdy představují pro vědce nenahraditelné přírodní laboratoře, ve kterých je možné testovat základní zákony přírody," říká Roberto Turolla (University of Padua, Itálie).

Po pečlivé analýze dat získaných pomocí dalekohledu VLT se týmu podařilo odhalit známky lineární polarizace (na úrovni kolem 16 %) - což by mohlo být důsledkem zesilujícího efektu vakuového dvojlomu, který nastává v prázdném prostoru obklopujícím neutronovou hvězdu RX J1856.5-3754 [2].

Širokoúhlý pohled na oblohu kolem slabé neutronové hvězdy RX J1856.5-3754

Vincenzo Testa (INAF, Rome, Itálie) pozorování dále komentuje: "Jedná se o vůbec nejslabší astronomický objekt, u jakého kdy byla polarizace světla měřena. Pozorování si však vyžádalo využití jednoho z největších a nejefektivnějších dalekohledů světa - VLT a přesnou techniku analýzy dat, která umožnila zvýšit úroveň signálu přicházejícího z takto slabého zdroje."

"Stupeň lineární polarizace, který jsme naměřili pomocí VLT, není možné jednoduše vysvětlit pomocí dostupných modelů, pokud nebereme v úvahu také vakuový dvojlom předpovězený kvantovou elektrodynamikou," říká dále Roberto Mignani.

"Náš výzkum provedený pomocí dalekohledu VLT představuje první pozorování podporující předpověď existence tohoto typu kvantového efektu vznikajícího v extrémně silných magnetických polích," poznamenává Silvia Zane (UCL/MSSL, UK).

Vědci s napětím očekávají další vylepšení možností výzkumu v této oblasti, které přinese příští generace přístrojů a větších dalekohledů. "Měření polarizace pomocí skutečně velkých dalekohledů, jakým bude například teleskop ESO/E-ELT, mohou hrát zásadní úlohu při testování předpovědí kvantové elektrodynamiky stran efektů způsobených dvojlomem vakua u mnohem většího počtu neutronových hvězd."

"Měření, která jsme provedli ve viditelném světle, rovněž připravují půdu pro obdobné experimenty na vlnových délkách rentgenového záření," dodává Kinwah Wu (UCL/MSSL, UK).

Poznámky

[1] Objekt patří do skupiny neutronových hvězd označované názvem 'Magnificent Seven', což by se dalo volně přeložit jako 'Pozoruhodná sedma'. (Film s tímto anglickým názvem je v české verzi znám jako 'Sedm statečných', což ale v tomto kontextu postrádá významový smysl). Jedná se o izolované neutronové hvězdy bez hvězdných souputníků, které nevyzařují v rádiové oblasti (na rozdíl od pulsarů, což jsou rádiově aktivní neutronové hvězdy) a nejsou obklopeny hmotou zbylou po explozi supernovy (při které neutronová hvězda vznikla).

Snímek okolí velmi slabé neutronové hvězdy RX J1856.5-3754 pořízený pomocí dalekohledu VLT

[2] Existuje celá řada procesů, při kterých může dojít k polarizaci světla šířícího se kosmickým prostředím. Členové výzkumného týmu však pečlivě zhodnotili další možnosti - například možnost polarizace následkem rozptylu záření na prachových částicích, ale dospěli k závěru, že je nepravděpodobné, aby pozorovaný signál vznikl takovým způsobem.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku s názvem "Evidence for vacuum birefringence from the first optical polarimetry measurement of the isolated neutron star RX J1856.5-3754" autorů R. Mignani a kol., který byl zveřejněn ve vědeckém časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Složení týmu: R.P. Mignani (INAF - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Milano, Milano, Itálie; Janusz Gil Institute of Astronomy, University of Zielona Góra, Zielona Góra, Polsko), V. Testa (INAF - Osservatorio Astronomico di Roma, Monteporzio, Itálie), D. González Caniulef (Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), R. Taverna (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Universita di Padova, Padova, Itálie), R. Turolla (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Universita di Padova, Padova, Itálie; Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), S. Zane (Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK) a K. Wu (Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy - VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope), který se stane "největším okem hledícím do vesmíru".

Odkazy

Kontakty

Viktor Votruba
národní kontakt
Astronomický ústav AV , Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika
Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba
překlad
Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika
Email: jsrba@astrovm.cz

Roberto Mignani
INAF - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Milano
Milan, Italy
Tel.: +39 02 23699 347
Mobil: +39 328 9685465
Email: mignani@iasf-milano.inaf.it

Vincenzo Testa
INAF - Osservatorio Astronomico di Roma
Monteporzio Catone, Italy
Tel.: +39 06 9428 6482
Email: vincenzo.testa@inaf.it

Roberto Turolla
University of Padova
Padova, Italy
Tel.: +39-049-8277139
Email: turolla@pd.infn.it

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Treking.cz - diskuze

Diskuse k tomuto článku

přidat názor    zobrazit celou diskusi

Další související články:

+ Permeabilita, veličina vyjadřující vliv prostředí na magnetické pole
+ Tesla, jednotka magnetické indukce
+ Weber, jednotka magnetického indukčního toku
+ Permitivita, fyzikální veličina popisující závislost intenzity elektrického pole a elektrické indukce
+ Potenciální energie, polohová energie tělesa v silovém poli
+ Kinetická energie, pohybová energie hmotných těles
+ Hubbleova konstanta, jedna z nejdůležitějších konstant v kosmologii
+ Hubbleův zákon, zákon všeobecné expanze vesmíru
+ Rychlost světla, nejvyšší rychlost šíření informace ve vesmíru
+ Světelný rok, nejpoužívanější jednotka vzdálenosti ve vesmíru
+ Planckova konstanta, univerzální fyzikální konstanta
+ Elektronvolt, jednotka energie používaná v jaderné fyzice a fyzice částic
+ Astronomická jednotka, jednotka pro měření vzdáleností ve Sluneční soustavě
+ Parsek, základní jednotka vzdálenosti ve vesmíru
+ Solární konstanta. Konstanta, která je proměnná - hodnota solární (sluneční) konstanty
+ Opacita, jedna z charakteristik látky (plynu)
+ Slunce, naše nejbližší hvězda
+ Sluneční soustava
+ Sluneční počasí
+ Polární záře, aurora borealis a aurora australis
+ Mezon, středně těžká a nestabilní elementární částice
+ Leptony, lehké elementární částice
+ Baryony, těžké částice podléhající silné interakci
+ Hyperony, podivné nestabilní částice s velice krátkou dobou života
+ Hadrony, skupina částic účastnících se na silných interakcích
+ Higgsův boson, Higgsovo pole a poslední chybějící článek standardního modelu částicové fyziky
+ Elektron je nejlehčí elementární částice
+ Pozitron: Elementární částice, která je antičásticí elektronu
+ Neutron jako nestabilní nukleon
+ Neutrino, stabilní elementární částice
+ Proton jako baryon, fermion a hadron aneb elementární částice, která není zase až tak elementární
+ Otevřené hvězdokupy, seskupení relativně mladých hvězd
Reklama
Reklama
Témata našich článků…
Černá díra Roháč obecný Poniklec, Remata Soos Smraďoch Charbulák Baronova bouda Trosky Bosony Kaltenštejn Venušina sopka Watzmann Sloup Hadrony Vánoční prázdniny Permitivita Rotštejn Pluto Ježek Kvarky Batohy Slunečná
Reklama
Reklama
Na Trekingu dále naleznete
Naše rozhledny Skalní města
Naše vrcholy Vodopády
Ledovcová jezera Sedla a doliny
Jeskyně Památky
České hrady Slovenské hrady
Geomorfologie (ČR) Geomorfologie (SK)
Nejvyšší hory (SK) Nejvyšší hory (ČR)
Nejvyšší vrcholy Orografické členění
Rozloha celků Alpy
Karpaty Přehled pohoří
Vyhledat ubytování podle pohoří

1. Beskydy, ubytování a horské chaty v Beskydech
2. Javorníky, ubytování a horské chaty v Javorníkách
3. Jeseníky, ubytování a horské chaty v Jeseníkách
4. Jizerské hory, ubytování a chaty v Jizerských horách
5. Krkonoše, ubytování a horské boudy v Krkonoších
6. Orlické hory, ubytování a chaty v Orlických horách
7. Šumava, ubytování a horské chaty na Šumavě
CZ / SK
1. Malá Fatra, ubytování a horské chaty na Malé Fatře
2. Nízké Tatry, ubytování a chaty v Nízkých Tatrách
3. Oravské Beskydy, ubytování a chaty na Oravě
4. Roháče, ubytování a chaty v Západních Tatrách
5. Slovenský ráj, ubytování a chaty ve Slovenském ráji
6. Velká Fatra, horské chaty a útulny na Velké Fatře
7. Vysoké Tatry, ubytování a chaty ve Vysokých Tatrách
Regiony
Oblasti: Beskydy | Bílé Karpaty | Brdy | Broumovská vrchovina | Česká Kanada | České středohoří | České Švýcarsko | Český les | Český ráj | Doupovské hory | Drahanská vrchovina | Hanušovická vrchovina | Hornosvratecká vrchovina | Hostýnské vrchy | Chřiby | Javorníky | Jeseníky | Jevišovická pahorkatina | Jizerské hory | Králický Sněžník | Krkonoše | Krušné hory | Křivoklátská vrchovina | Litenčická pahorkatina | Lužické hory | Nízký Jeseník | Novohradské hory | Orlické hory | Pálava | Podyjí | Rakovnická pahorkatina | Ralsko | Rychlebské hory | Slavkovský les | Svitavská pahorkatina | Šluknovská pahorkatina | Šumava | Švihovská vrchovina | Vizovická vrchovina | Vlašimská pahorkatina | Vsetínské vrchy | Východolabská tabule | Zábřežská vrchovina | Zlatohorská vrchovina | Ždánický les | Železné hory | Žulovská pahorkatina | Branisko | Bukovské vrchy | Burda | Cerová vrchovina | Čergov | Čierna hora | Chočské vrchy | Kremnické vrchy | Krupinská planina | Kysucké Beskydy | Laborecká vrchovina | Levočské vrchy | Ľubovnianska vrchovina | Malá Fatra | Malé Karpaty | Muránska planina | Nízké Tatry | Ondavská vrchovina | Oravská Magura | Oravské Beskydy | Pieniny | Podunajská pahorkatina | Pohronský Inovec | Polana | Považský Inovec | Revúcka vrchovina | Roháče | Slanské vrchy | Slovenský kras | Slovenský ráj | Spišská Magura | Stolické vrchy | Strážovské vrchy | Súlovské skály | Šarišská vrchovina | Štiavnické vrchy | Tribeč | Velká Fatra | Veporské vrchy | Vihorlat | Volovské vrchy | Vtáčnik | Vysoké Tatry | Záhorie | Zemplínské vrchy
Reklama
Vybíráme z obsahu…
1. Rozhledny Petřínská rozhledna; rozhlednu na Petříně v Praze zná každý Čech
2. Přírodní zajímavosti Soos, rezervace a rašeliniště u Františkových Lázní
3. Naše vrcholy Luční hora, 2. nejvyšší hora Krkonoš a České republiky
4. Tipy na výlet Lanovka na Lomnický štít, ceník a provozní doba
5. Vesmír Kosmické záření: Nepřetržitý proud částic o vysokých energiích
6. Horské chaty Chata Návrší, horská chata a levné ubytování na Králickém Sněžníku
7. Tipy na výlet Pramen Moravy, Králický Sněžník a pramen nejvýznamnější moravské řeky
Home Page | Časopis | Průvodce | Ceník inzerce | Soutěže | Seznamka | Kalendář akcí | Outdoor testy | Horské chaty | Fotogalerie | Archiv
Treky, turistika | Horolezectví | Cykloturistika | Cestování | Vesmír, astronomie | Turistická mapa online | Spolupracujeme
TOPlist