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

Neuvěřitelná zpráva: Může lepra pomoci ke zdravým játrům?

Věda27.1.2023

Hudba je živou vodou pro mozek

Věda24.1.2023

Lexus NX: z 95 procent nové auto

Věda20.1.2023

Toyota pomůže japonským městům s obnovou po zemětřesení

Věda17.1.2023

Revoluce ve svícení. Svítící enzym „luciferáza“ by mohl nahradit elektrické žárovky

Věda13.1.2023

Kometa ZTF se vrací po 50 000 letech. Podívejte se na ni…

Věda10.1.2023

Vědci MENDELU chystají pro sídliště nový systém shromažďování potravinového odpadu

Věda6.1.2023

Svatý grál energetiky: Lidstvo vstoupilo do fúzního věku

Věda3.1.2023

O krok blíže energetické soběstačnosti: Nový mobilní energetický kontejner se obejde i bez externího zdroje elektřiny

Věda30.12.2022
Věda
Časopis, který by vás mohl zajímat

Nenechte si ujít další zajímavé články

„Dárci orgánů“ a fatální poranění pánve a nohou
21stoleti.cz

„Dárci orgánů“ a fatální...

Někdy se jim říká „dárci orgánů“. I když v...
Lanovkou na Sněžku
epochanacestach.cz

Lanovkou na Sněžku

Při návštěvě Krkonoš nesmíte...
Ondřej Brzobohatý vzkazuje Písařovicové: Buď mi dáš dítě, nebo půjdeš!
nasehvezdy.cz

Ondřej Brzobohatý vzkazuje...

Vysoký, pohledný, úspěšný....
Parkinson začíná nenápadně
panidomu.cz

Parkinson začíná nenápadně

A to je na něm to zrádné. Zpočátku si třeba myslíte,...
Lexus partnerem světové kulinářské soutěže Bocuse d`Or
iluxus.cz

Lexus partnerem světové...

Automobilová značka Lexus se v Česku stala...
Gog a Magog: Jejich příchod má ohlásit blížící se konec světa
enigmaplus.cz

Gog a Magog: Jejich příchod má...

Jména Gog a Magog se objevují nejen v hebrejské...
Utíkala jsem do knížek, skutečný život mě lekal
skutecnepribehy.cz

Utíkala jsem do knížek,...

Starala jsem se o brášku, vařila, nakupovala....
Opustí Kajnarová manžela, protože s ní nechce další děti?
nasehvezdy.cz

Opustí Kajnarová manžela,...

ZUZANA KAJNAROVÁ (40) se...
Co se stane, když včela onemocní?
epochaplus.cz

Co se stane, když včela...

Včely medonosné (Apis mellifera) mají...
Rychlopalná novota brala životy po tisících
epochaplus.cz

Rychlopalná novota brala...

V letech 1864 a 1865 v Americe vrcholí válka...
Designový klenot Českého lesa
rezidenceonline.cz

Designový klenot Českého lesa

Blahodárný klid hlubokých lesů chodského...
Vláčný dýňový chlebíček bez lepku
tisicereceptu.cz

Vláčný dýňový chlebíček bez...

Tento dýňový chlebíček je vynikající i ve více...