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

Tip na méně obvyklou dovolenou: Vzhůru do Ománu

Věda23.9.2022

Elektřinu z aut Toyota využije i pro domácnosti

Věda20.9.2022

Lidé s roztroušenou sklerózou se dostanou rychle k nové léčbě

Věda16.9.2022

Žirafa, sob a hříbě koně Převalského patří mezi nejčerstvější přírůstky v liberecké zoo

Věda13.9.2022

Robotizace stavebnictví v praxi. Silniční frézu v Třebíči pomůže řídit BIM

Věda9.9.2022

Zhoubných nádorů plic a hlavy na Ostravsku ubývá, ale často jsou diagnostikovány pozdě

Věda6.9.2022

Přední onkologové představí možnosti v léčbě rakoviny

Věda2.9.2022

Den dárců krve na celém světě

Věda30.8.2022

Pestřejší a barevnější zemi byste hledali jen těžko

Věda26.8.2022
Věda
Časopis, který by vás mohl zajímat

Nenechte si ujít další zajímavé články

Útok za plného provozu
epochaplus.cz

Útok za plného provozu

Muzeum Emila Bührleho v osmém obvodě švýcarského...
Tichomořské sídlo Matta Damona
rezidenceonline.cz

Tichomořské sídlo Matta Damona

Poprvé za celá desetiletí se věhlasný...
Uteče od Bereniky nakonec i její druhý manžel?
nasehvezdy.cz

Uteče od Bereniky nakonec i...

BERENIKA KOHOUTOVÁ (31)...
Proč si Stalin rozmyslel vystěhování Židů?
epochaplus.cz

Proč si Stalin rozmyslel...

Sovětský vůdce Josif Vissarionovič Stalin měl po 2....
Soutěž s naBOSo. Proč chodit v barefoot botách?
iluxus.cz

Soutěž s naBOSo. Proč chodit...

Chůze je považovaná za nejzdravější a...
Záhadné stavby u Machu Picchu
21stoleti.cz

Záhadné stavby u Machu Picchu

Ruiny skalního města Machu Picchu v exotických...
Měsíční kámen: Podpora při významných životních krocích
enigmaplus.cz

Měsíční kámen: Podpora při...

Za jeho mystickým leskem, který si cení šperkaři po...
Nohy jsou obrazem naší duše aneb barefoot z pohledu ženy
panidomu.cz

Nohy jsou obrazem naší duše...

Kdysi dávno jsem si koupila boty,...
Rustikální koláč se žampiony
tisicereceptu.cz

Rustikální koláč se žampiony

Lahodný bramborový koláč přijde k chuti...
Impozantní Rabí
epochanacestach.cz

Impozantní Rabí

Romantický hrad Rabí patří...
Bude o „Kolečko“ navíc?
nasehvezdy.cz

Bude o „Kolečko“ navíc?

Herečka Denisa...
Zvědavost mě vedla do strašidelného lesa
skutecnepribehy.cz

Zvědavost mě vedla do...

Slyšela jsem o tom lese mnoho...