Věda

Jsou kvantové fluktuace měřitelné?

Jsou kvantové fluktuace měřitelné?

Kvantové fluktuace vakua byly až doposud považovány za neuchopitelné a jejich přímé měření nebylo proveditelné. Švýcarští fyzici však nyní na tomto poli sklidili obrovský úspěch, když se jim podařilo změřit výkyvy elektromagnetického pole pomocí elektrooptického detektoru. Celé zařízení museli zmrazit na mínus 269 °C.

Prázdnota, nebo také vakuum, není podle kvantové teorie zase až tak prázdná. Objevují se v ní totiž tzv. kvantové fluktuace elektromagnetického pole. Vědecký tým pod vedením Jérôma Faista ze Spolkové vysoké technické školy v Curychu (ETHZ) přišel s postupem, který umožňuje tyto výkyvy detailněji charakterizovat.

K výzkumu jim posloužil elektrooptický detektor skládající se z krystalu, ve kterém může elektrické pole svým působením vyvolat rotaci polarizačního záření.

Tímto způsobem zanechá elektrické pole zřetelnou stopu ve tvaru světelné vlny polarizovaného záření.

Kvantová fyzika se zabývá zkoumáním mikrosvěta – částic, atomů a různých procesů.

Nic není nemožné V průběhu experimentu se podařilo docílit protékání dvou velmi krátkých laserových pulzů krystalem ve dvou zcela odlišných bodech a v poněkud jiných časech. Z měření jimi vytvořeného polarizovaného světla bylo možné odvodit elektrická pole fluktuací vakua.

„Výkyvy ve vakuu elektromagnetického pole mají zřetelně patrné důsledky a mimo jiné jsou zodpovědné za to, že atom může spontánně vyzařovat světlo,“ vysvětluje spoluautorka studie Ileana-Cristina Benea-Chelmus z Harvardovy univerzity. Benea-Chelmus dále tvrdí, že změřit něco takového ve vakuu je na první pohled nemožné. Tradiční detektory záření, např.

fotodiody, jsou založeny na principu, že lehké částice – a tedy i energie – jsou absorbovány detektorem.

Z vakua, jež představuje nejnižší energetický stav fyzikálního systému, však nelze žádnou další energii extrahovat.

Fluktuace vakua elektromagnetického pole lze změřit pomocí laseru.

Vědci posouvají hranice Badatelé celé zařízení ochladili na mínus 269 °C. Tento krok byl proveden z velice jednoduchého důvodu, a to aby se zajistilo měření elektrických polí kvantových fluktuací vakua a nikoli polí, jež vzešla z tepelného záření černého tělesa.

Postup zajistí, že při tak nízké teplotě nezůstanou v přístroji žádné fotony tepelného záření, tudíž by veškeré fluktuace v elektrických polích měly pocházet výhradně z vakua.

I tak se však jedná o měření, které stojí již na hranici současných možností.

Pojem fluktuace jako takový označuje nepravidelný a nesourodý pohyb z místa na místo, nejběžněji se užívá pro nepravidelné změny dané veličiny.

Další dveře se otevírají Do budoucna je v plánu měření dalších případů kvantových fluktuací vakua. Pozornost bude kladena např. na přítomnost silných reakcí mezi fotony a hmotou. K tomu dochází např. v optickém rezonátoru – dutině obklopené odrazovými plochami s pasivním dielektrickým prostředím -, v němž by podle odborných teoretických výpočtů mělo být přítomno mnoho virtuálních fotonů, jež vnikly kvantovými fluktuacemi.

Více z Věda

Chřipková sezóna letos takřka neproběhla

Věda30.7.2021

V liberecké zoo mají mladé

Věda27.7.2021

Pozor na „doktora Googla“, varují lékaři

Věda23.7.2021

Počet lidí s chronickým onemocněním jater roste

Věda20.7.2021

Praktici opět dostali méně vakcín, než jim stát slíbil

Věda16.7.2021

Sluneční králové pokračují

Věda13.7.2021

Nemocného žloutenkou typu B nemusíte na první pohled poznat

Věda9.7.2021

Pozor na to, čím se líčíte

Věda2.7.2021

V liberecké zoo se narodil pásovec kulovitý

Věda29.6.2021
Věda
Časopis, který by vás mohl zajímat

Nenechte si ujít další zajímavé články

Originální zázrak moderní architektury
rezidenceonline.cz

Originální zázrak moderní...

Uměleckým dílem v každém smyslu lze nazvat rezidenci,...
Uteče krásné Lucii její další koloušek?
nasehvezdy.cz

Uteče krásné Lucii její...

Půvabná moderátorka Lucie...
Originální Land Cruiser Toma Hankse jde do dražby
iluxus.cz

Originální Land Cruiser Toma...

Aukční dům Bonhams milovníkům...
Rozhledna Krásenský vrch: Kamennou věž společnými silami vybudovala celá obec
epochanacestach.cz

Rozhledna Krásenský vrch:...

Cesta vzhůru po...
Moderní technologie chrání kulturní památky
21stoleti.cz

Moderní technologie chrání...

Národní muzeum v Praze, hrad a zámek v Českém...
Chilli con carne Mexico
tisicereceptu.cz

Chilli con carne Mexico

Suroviny na 4 porce 1 červená paprika 150 g...
Letiště v Denveru prý obývají duchové z indiánského pohřebiště
enigmaplus.cz

Letiště v Denveru prý obývají...

K mezinárodnímu letišti v Denveru v Coloradu,...
8 tipů, co se skvrnami od deodorantu
panidomu.cz

8 tipů, co se skvrnami od...

Bez deodorantu to nejde, ale s ním… Ano,...
Mistři skrývání: Zvířata, která sotva uvidíte
epochaplus.cz

Mistři skrývání: Zvířata,...

Některá zvířata se umí...
Lincoln a telegraf: Společně vyhrají občanskou válku!
epochaplus.cz

Lincoln a telegraf: Společně...

Celé hodiny vysedává u svého stolu a bedlivě pročítá...
Maminku do ústavu nedám
skutecnepribehy.cz

Maminku do ústavu nedám

Moje maminka byla úžasná a já...
Proč je jejich vztah odsouzen ke smutnému konci?
nasehvezdy.cz

Proč je jejich vztah...

Svou lásku vystavují na odiv...