Светлина от тъмнината на нищото: учени доказаха квантовата теория
Иследователи от Оксфордския университет и Висшия софтуерен институт в Лисабон организираха 3D симулации в действително време, показващи по какъв начин интензивните лазерни лъчи взаимодействат с квантовия вакуум - пространство, което не е в действителност празно, а е изпълнено с краткотрайни двойки електрон-позитрон. Тяхната работа, оповестена в Communications Physics, предлага взор от близко към това, което се случва, когато светлината наподобява, че идва от „ тъмнината “ - нещо, което наподобява като магия от позиция на класическата физика.
С помощта на усъвършенствана версия на софтуера за симулация OSIRIS (съкращение от Outdoor Scene and InfraRed Image Simulation) екипът пресъздава събитие, наречено вакуумно четиривълново разбъркване. При този развой електромагнитните полета от три мощни лазерни импулса поляризират виртуалните частици във вакуума, като карат фотоните да отскачат един от различен - вследствие на което се получава четвърти лазерен лъч.
„ Това не е просто научен куриоз - това е значима стъпка към пробно удостоверение на квантови резултати, които до момента са били най-вече теоретични “, споделя проф. Питър Норейс от Катедрата по физика в Оксфорд.
Това, което прави работата навременна, е световното разпространяване на многопетватови лазерни системи, които могат да генерират извънредно мощни електромагнитни полета. Съоръжения като Vulcan 20-20 в Обединеното кралство, ELI в Европа, SHINE и SEL в Китай, дружно с двулъчевия лазер OPAL (оптичен параметричен усилвател) в Съединени американски щати, се чака да доближат равнищата на мощ, нужни за наблюдение на тези редки квантови резултати в действителни опити, написа hicomm.bg.
За да създадат симулациите си по-точни, откривателите са употребявали полукласически дигитален солвер, основан на Лагранжа на Хайзенберг-Ойлер. Този метод им разреши да моделират два съществени квантови резултата на вакуума и да ревизират резултатите си по отношение на известните прогнози за вакуумното двулъчево изкривяване - събитие, при което светлината се разцепва или измества при прекосяване през мощно електромагнитно поле.
Те тестваха лазерни импулси с равнинни талази и гаусови импулси и откриха, че резултатите от тях съответстват добре със съществуващите теории. За случая на четиривълново разбъркване те употребяват три Гаусови лъча и съумяват да проследят образуването на четвъртия лъч с течение на времето. Симулацията посочила и малко астигматизъм - когато изходният лъч не е с идеална форма - и дала ясни измервания за това какъв брой дълго е траяло взаимоотношението и какъв брой огромна е била засегнатата област.
„ Компютърната ни стратегия ни дава 3D прозорец с времево разрешаване към квантовите вакуумни взаимоотношения, които преди този момент бяха недостъпни “, споделя водещият създател Зисин Джан, докторант в Оксфорд. „ Като приложихме нашия модел към опит с разпръскване на три лъча, успяхме да осезаем цялостния набор от квантови подписи, дружно с подробна информация за региона на взаимоотношение и основните времеви мащаби. “
Екипът съпоставя резултатите си с по-прости модели и данни от предишното, с цел да се увери, че всичко е наред. Очаква се тези принадлежности да оказват помощ на учените да проектират опити в действителни условия, с по-голям надзор върху времето, формата и посоката на лазера.
Проф. Луис Силва, съавтор от Висшия механически институт и гостуващ професор в Оксфорд, декларира: „ Нашият нов изчислителен способ, прибавен в OSIRIS, ще подкрепи доста необятен набор от планувани опити в най-модерните лазерни уреди. Комбинацията от свръхинтензивни лазери, най-модерно разкриване, авангардно аналитично и числено моделиране са основата за нова епоха във взаимоотношенията сред лазери и материя, която ще открие нови хоризонти за фундаменталната физика “.
Инструментът за симулация може да помогне и в търсенето на нови частици като аксиони и милиардни частици, които се смятат за мощни претенденти за тъмна материя.
За да създадат симулациите си по-точни, откривателите са употребявали полукласически дигитален солвер, основан на Лагранжа на Хайзенберг-Ойлер. Този метод им разреши да моделират два съществени квантови резултата на вакуума и да ревизират резултатите си по отношение на известните прогнози за вакуумното двулъчево изкривяване - събитие, при което светлината се разцепва или измества при прекосяване през мощно електромагнитно поле.
Те тестваха лазерни импулси с равнинни талази и гаусови импулси и откриха, че резултатите от тях съответстват добре със съществуващите теории. За случая на четиривълново разбъркване те употребяват три Гаусови лъча и съумяват да проследят образуването на четвъртия лъч с течение на времето. Симулацията посочила и малко астигматизъм - когато изходният лъч не е с идеална форма - и дала ясни измервания за това какъв брой дълго е траяло взаимоотношението и какъв брой огромна е била засегнатата област.
„ Компютърната ни стратегия ни дава 3D прозорец с времево разрешаване към квантовите вакуумни взаимоотношения, които преди този момент бяха недостъпни “, споделя водещият създател Зисин Джан, докторант в Оксфорд. „ Като приложихме нашия модел към опит с разпръскване на три лъча, успяхме да осезаем цялостния набор от квантови подписи, дружно с подробна информация за региона на взаимоотношение и основните времеви мащаби. “
Екипът съпоставя резултатите си с по-прости модели и данни от предишното, с цел да се увери, че всичко е наред. Очаква се тези принадлежности да оказват помощ на учените да проектират опити в действителни условия, с по-голям надзор върху времето, формата и посоката на лазера.
Проф. Луис Силва, съавтор от Висшия механически институт и гостуващ професор в Оксфорд, декларира: „ Нашият нов изчислителен способ, прибавен в OSIRIS, ще подкрепи доста необятен набор от планувани опити в най-модерните лазерни уреди. Комбинацията от свръхинтензивни лазери, най-модерно разкриване, авангардно аналитично и числено моделиране са основата за нова епоха във взаимоотношенията сред лазери и материя, която ще открие нови хоризонти за фундаменталната физика “.
С помощта на усъвършенствана версия на софтуера за симулация OSIRIS (съкращение от Outdoor Scene and InfraRed Image Simulation) екипът пресъздава събитие, наречено вакуумно четиривълново разбъркване. При този развой електромагнитните полета от три мощни лазерни импулса поляризират виртуалните частици във вакуума, като карат фотоните да отскачат един от различен - вследствие на което се получава четвърти лазерен лъч.
„ Това не е просто научен куриоз - това е значима стъпка към пробно удостоверение на квантови резултати, които до момента са били най-вече теоретични “, споделя проф. Питър Норейс от Катедрата по физика в Оксфорд.
Това, което прави работата навременна, е световното разпространяване на многопетватови лазерни системи, които могат да генерират извънредно мощни електромагнитни полета. Съоръжения като Vulcan 20-20 в Обединеното кралство, ELI в Европа, SHINE и SEL в Китай, дружно с двулъчевия лазер OPAL (оптичен параметричен усилвател) в Съединени американски щати, се чака да доближат равнищата на мощ, нужни за наблюдение на тези редки квантови резултати в действителни опити, написа hicomm.bg.
За да създадат симулациите си по-точни, откривателите са употребявали полукласически дигитален солвер, основан на Лагранжа на Хайзенберг-Ойлер. Този метод им разреши да моделират два съществени квантови резултата на вакуума и да ревизират резултатите си по отношение на известните прогнози за вакуумното двулъчево изкривяване - събитие, при което светлината се разцепва или измества при прекосяване през мощно електромагнитно поле.
Те тестваха лазерни импулси с равнинни талази и гаусови импулси и откриха, че резултатите от тях съответстват добре със съществуващите теории. За случая на четиривълново разбъркване те употребяват три Гаусови лъча и съумяват да проследят образуването на четвъртия лъч с течение на времето. Симулацията посочила и малко астигматизъм - когато изходният лъч не е с идеална форма - и дала ясни измервания за това какъв брой дълго е траяло взаимоотношението и какъв брой огромна е била засегнатата област.
„ Компютърната ни стратегия ни дава 3D прозорец с времево разрешаване към квантовите вакуумни взаимоотношения, които преди този момент бяха недостъпни “, споделя водещият създател Зисин Джан, докторант в Оксфорд. „ Като приложихме нашия модел към опит с разпръскване на три лъча, успяхме да осезаем цялостния набор от квантови подписи, дружно с подробна информация за региона на взаимоотношение и основните времеви мащаби. “
Екипът съпоставя резултатите си с по-прости модели и данни от предишното, с цел да се увери, че всичко е наред. Очаква се тези принадлежности да оказват помощ на учените да проектират опити в действителни условия, с по-голям надзор върху времето, формата и посоката на лазера.
Проф. Луис Силва, съавтор от Висшия механически институт и гостуващ професор в Оксфорд, декларира: „ Нашият нов изчислителен способ, прибавен в OSIRIS, ще подкрепи доста необятен набор от планувани опити в най-модерните лазерни уреди. Комбинацията от свръхинтензивни лазери, най-модерно разкриване, авангардно аналитично и числено моделиране са основата за нова епоха във взаимоотношенията сред лазери и материя, която ще открие нови хоризонти за фундаменталната физика “.
Инструментът за симулация може да помогне и в търсенето на нови частици като аксиони и милиардни частици, които се смятат за мощни претенденти за тъмна материя.
За да създадат симулациите си по-точни, откривателите са употребявали полукласически дигитален солвер, основан на Лагранжа на Хайзенберг-Ойлер. Този метод им разреши да моделират два съществени квантови резултата на вакуума и да ревизират резултатите си по отношение на известните прогнози за вакуумното двулъчево изкривяване - събитие, при което светлината се разцепва или измества при прекосяване през мощно електромагнитно поле.
Те тестваха лазерни импулси с равнинни талази и гаусови импулси и откриха, че резултатите от тях съответстват добре със съществуващите теории. За случая на четиривълново разбъркване те употребяват три Гаусови лъча и съумяват да проследят образуването на четвъртия лъч с течение на времето. Симулацията посочила и малко астигматизъм - когато изходният лъч не е с идеална форма - и дала ясни измервания за това какъв брой дълго е траяло взаимоотношението и какъв брой огромна е била засегнатата област.
„ Компютърната ни стратегия ни дава 3D прозорец с времево разрешаване към квантовите вакуумни взаимоотношения, които преди този момент бяха недостъпни “, споделя водещият създател Зисин Джан, докторант в Оксфорд. „ Като приложихме нашия модел към опит с разпръскване на три лъча, успяхме да осезаем цялостния набор от квантови подписи, дружно с подробна информация за региона на взаимоотношение и основните времеви мащаби. “
Екипът съпоставя резултатите си с по-прости модели и данни от предишното, с цел да се увери, че всичко е наред. Очаква се тези принадлежности да оказват помощ на учените да проектират опити в действителни условия, с по-голям надзор върху времето, формата и посоката на лазера.
Проф. Луис Силва, съавтор от Висшия механически институт и гостуващ професор в Оксфорд, декларира: „ Нашият нов изчислителен способ, прибавен в OSIRIS, ще подкрепи доста необятен набор от планувани опити в най-модерните лазерни уреди. Комбинацията от свръхинтензивни лазери, най-модерно разкриване, авангардно аналитично и числено моделиране са основата за нова епоха във взаимоотношенията сред лазери и материя, която ще открие нови хоризонти за фундаменталната физика “.
Източник: dnesplus.bg
КОМЕНТАРИ