Światło powstało z ciemności — fizycy zaobserwowali zjawisko, które trudno wytłumaczyć

Ciemność i światło to pojęcia, które z pozoru wydają się całkowicie przeciwstawne — trudno wyobrazić sobie, że mogłyby być w jakikolwiek sposób sobie równe. Choć nie oznacza to jeszcze całkowitego przełomu, to najnowsze eksperymenty fizyków wskazują, że między tymi dwoma pojęciami istnieją pewne zaskakujące powiązania.

Wyniki były tak nieoczekiwane, że sami badacze mieli początkowo problem z ich interpretacją. Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego, współpracując z zespołem z Uniwersytetu w Lizbonie, opracowali precyzyjny układ trzech laserów, który pozwolił im wygenerować… czwartą wiązkę, powstałą z „ciemności”.

Opis tego niezwykłego doświadczenia ukazał się w czasopiśmie Communications Physics. Eksperyment bazował na trójwymiarowej symulacji zjawisk kwantowych w czasie rzeczywistym. Jego celem było zbadanie efektów, jakie mogą wystąpić, gdy potężne impulsy laserowe oddziałują ze sobą w pustej przestrzeni.

Zdaniem autorów badań, eksperyment stanowi istotny krok w stronę potwierdzenia zjawisk kwantowych, które dotąd istniały jedynie w teorii. Użyte wiązki laserowe o mocy rzędu petawatów połączono z ekstremalnie silnymi polami elektromagnetycznymi, co pozwoliło zaobserwować niezwykły efekt.

Zjawisko, które udało się zasymulować, do tej pory funkcjonowało jedynie w teorii — brakowało jednak fizycznych dowodów na jego istnienie. W symulacjach badacze wykorzystali modele opisujące zachowanie pól elektromagnetycznych w próżni. Okazało się, że połączenie trzech silnych wiązek z intensywnymi polami wywołuje polaryzację, zmuszającą wirtualne fotony do rozdzielenia się, zanim znikną — w efekcie pojawia się czwarta wiązka.

Rozpraszanie między fotonami, choć przewidywane przez teorię, dotąd pozostawało nieuchwytne w praktyce. Próby jego zaobserwowania kończyły się niepowodzeniem — aż do niedawna, gdy nastąpił przełom. Trzeba jednak zaznaczyć, że mowa wciąż o symulacjach komputerowych, a nie o fizycznym eksperymencie w laboratorium.

Niemniej jednak, postępy te otwierają drogę do kolejnych przełomów. Sama perspektywa generowania światła z ciemności brzmi niczym scenariusz z powieści science fiction — a jednak naukowcy są coraz bliżej urzeczywistnienia tej koncepcji.

Źródło: journals.aps.org