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

Aktivita sopky na ostrově La Palma sílí

Věda26.10.2021

Inovativní lék proti HIV

Věda19.10.2021

V liberecké zoo jsou prvně k vidění kriticky ohrožení gekoni modří

Věda15.10.2021

Zvířecí „lékaři“ odhalí nemoci dříve než laboratorní testy

Věda12.10.2021

Migrénu lidé tají, v práci ji neberou vážně

Věda8.10.2021

Australské ekosystémy v ohrožení

Věda5.10.2021

Technologie známá „z kriminálek“ odhalí zločince

Věda1.10.2021

V pravěku to bez „ostrých loktů“ nešlo

Věda24.9.2021

Špatný pitný režim může za únavu i zápach z úst

Věda21.9.2021
Věda
Časopis, který by vás mohl zajímat

Nenechte si ujít další zajímavé články

Kouzlo venkovského bydlení
rezidenceonline.cz

Kouzlo venkovského bydlení

Bydlení na předměstí se může ukázat jako velká...
Kakaová roláda s tvarohovou náplní
tisicereceptu.cz

Kakaová roláda s tvarohovou...

Můžete ji udělat pro návštěvu nebo rodině...
Chystají svatbu kvůli těhotenství?
nasehvezdy.cz

Chystají svatbu kvůli...

Neexistuje žádná statistika,...
Letošní Salon Exceptional Watches překvapil expozicí hodinek Jamese Bonda
iluxus.cz

Letošní Salon Exceptional...

V pořadí sedmý ročník výstavy Salon Exceptional Watches...
Osobní traumata ji málem srazila na kolena
nasehvezdy.cz

Osobní traumata ji málem...

Dcera známých hereckých...
Slunce a sex jdou dohromady
21stoleti.cz

Slunce a sex jdou dohromady

Lidská touha po pohlavním styku je obecně silnější v...
VIDEO: Robot se zbraní? Firma testuje první prototyp
enigmaplus.cz

VIDEO: Robot se zbraní?...

Výzkum a vývoj robotů běží stále...
Požáry a popáleniny: Když jde o vteřiny
panidomu.cz

Požáry a popáleniny: Když...

Jak správně ošetřit čerstvou popáleninu? Teoreticky to...
Proč jsem si prošla minulými životy?
skutecnepribehy.cz

Proč jsem si prošla minulými...

Musela jsem si to vyzkoušet....
Nádorová onemocnění jsou stále největší hrozbou českých žen
epochaplus.cz

Nádorová onemocnění jsou stále...

Říjen je měsícem rakoviny prsu, a je proto...
Sedm největších přírodních divů světa
epochanacestach.cz

Sedm největších přírodních...

Švýcarská nadace New7Wonders...
Deset největších kráterů na světě
epochaplus.cz

Deset největších kráterů na...

Nejedná se o pouhé díry v krajině,...