معمای 90 ساله فیزیک؛ آیا فضای خالی واقعاً خالی است؟

ستاره ای مغناطیسی که هر دو ثانیه یک بار می چرخد، به دانشمندان کمک کرد به یکی از پیچیده ترین پرسش های فیزیک پاسخ دهند: آیا فضای خالی واقعاً تهی است؟ برای قرن ها، دانشمندان فضای خالی (خلأ) را به عنوان تهی مطلق تصور می کردند؛ جایی که هیچ ماده، ذره یا انرژی در آن وجود ندارد.

اما در سال 1936، ورنر هایزنبرگ، برنده ی جایزه ی نوبل فیزیک و شاگردش هانس اویلر، نظریه ای انقلابی مطرح کردند که این تصویر را به چالش کشید.

به گزارش زومیت، براساس نظریه هایزنبرگ، فضای خالی در سطح کوانتومی، هرگز کاملاً تهی نیست.

درعوض، آنها معتقد بودند که خلأ، دریایی جوشان از ذرات مجازی است.

این ذرات (الکترون ها و همتایان پادماده ی آنها یعنی پوزیترون ها) به طور ناگهانی از هیچ به وجود می آیند و پس از کسری از ثانیه، ناپدید می شوند.

این پدیده که به کف کوانتومی معروف است، در شرایط عادی قابل مشاهده نیست.

اما نکته ی کلیدی این است: اگر میدان مغناطیسی فوق العاده قوی به این دریای ذرات مجازی اعمال شود، برهم کنش هایی رخ می دهد که می تواند نحوه ی حرکت نور را تغییر دهد.

این اثر که دوشکستی خلأ (Vacuum Birefringence) نام دارد، باعث می شود فضای خالی مانند منشور عمل کند و امواج نور عبوری از آن را در یک جهت خاص دچار قطبش (هم راستا شدن) کند.