Astronomlar kvant mexanikasının ən qəribə proqnozlarından biri üçün indiyə qədərki ən güclü dəlillərdən bəzilərini tapmış ola bilərlər: hətta boş yer belə işığın yayılma tərzinə təsir göstərə bilər.

“Vakuum ikiqat sınması” kimi tanınan bu fenomen təxminən 90 il əvvəl kvant mexanikasının qabaqcıllarından biri olan Verner Heyzenberq tərəfindən proqnozlaşdırılıb. Onun işi mükəmməl bir vakuumun həqiqətən boş olmadığını göstərirdi. Bunun əvəzinə, o, qısa müddətə görünən və yox olan “virtual hissəcikləri” ehtiva etməlidir.

Svinbern Texnologiya Universitetindən Dr. Markus Louer də daxil olmaqla, tədqiqatçılar, kainatda məlum olan ən güclü maqnit sahələrinə malik nadir bir neytron ulduzu olan maqnetarı tədqiq edərək bu uzun müddətdir davam edən kvant sirrini araşdırdılar.

Onların müşahidələri, maqnetarın fövqəladə dərəcədə güclü maqnit sahəsində baş verən vakuum ikiqat sınmasının ilk aşkarlanmasını təmsil edə bilər. Əgər təsdiqlənərsə, nəticə alimlərə kvant kainatını araşdırmaq üçün yeni bir yol verə bilər. Tapıntılar bu yaxınlarda Nature jurnalında dərc edilib .

Həddindən artıq Maqnit Sahələri İşığı Necə Dəyişdirə Bilər

Nəzəriyyəyə görə, olduqca güclü bir maqnit sahəsi vakuumla əlaqəli virtual hissəciklər dənizinə təsir göstərə bilər. Bu şərtlər altında hissəciklərin işığın necə yayıldığına təsir etməsi, onu müəyyən bir şəkildə sındırması və vakuumda ikiqat sınma yaratması gözlənilir.

Maqnetarlar bu effekti axtarmaq üçün nadir bir fürsət təqdim edir, çünki onların maqnit sahələri proqnozlaşdırılan kvant davranışını potensial olaraq müşahidə edilə bilən hala gətirəcək qədər güclüdür.

Dr. Lower, NASA-nın Görüntüləmə X-şüaları Polarimetriyası Tədqiqatçısı (IXPE) ilə 1E 1547.0-5408 (və ya qısaca 1E1547) maqnetarını tədqiq edən beynəlxalq tədqiqat qrupunun üzvü idi. Müşahidələr Beynəlxalq Kosmik Stansiyadakı NICER X-şüaları teleskopu və Avstraliyanın milli elm agentliyinə məxsus və idarə olunan CSIRO-nun Parkes radio teleskopu Murriyang tərəfindən dəstəklənib.

Dr. Lower tərəfindən Murriyang istifadə edərək toplanan radio müşahidələri və ardınca Swinburne-un Ngarrgu Tindebeek superkompüterində aparılan təhlil tədqiqatçılara əvvəllər nəzəri olan bu kvant fenomeninin ilk birbaşa aşkarlanmasının nə ola biləcəyini araşdırmağa kömək etdi.

Vakuum ikiqat sınma 1930-cu illərdə proqnozlaşdırılsa da, Dr. Lower alimlərin hələ də qəti bir aşkarlama əldə edə bilmədiklərini söylədi.

“Vakuum ikiqat sınmasının aşkarlanması üçün Yer kürəsində indiyə qədər yaratdığımız hər hansı bir maqnit sahəsindən 100 milyon dəfədən çox güclü bir maqnit sahəsi tələb olunur. Xoşbəxtlikdən, təbiət bizə bu effekti axtarmaq üçün mükəmməl kosmik laboratoriyalar olan maqnitarlar təqdim edib”, – deyə Dr. Louer bildirib.

İdeal Görmə Həndəsəsinə Sahib Maqnetar

Tədqiqatçılar ulduz fırlandıqca maqnetardan gələn radio dalğalarının istiqamətini necə dəyişdiyini (onların “polyarizasiya vəziyyəti”) yaxından izlədilər. Bu ölçmələrə əsasən, onlar 1E 1547-nin maqnit və fırlanma oxlarının demək olar ki, hizalandığını müəyyən etdilər. Maqnetar həmçinin demək olar ki, qütb perspektivindən müşahidə olunur.

Bu xüsusiyyətlər birlikdə alimlərə 1E 1547 ətrafında vakuum ikiqat sınmasının axtarışı üçün qeyri-adi dərəcədə əlverişli bir baxış verir.

Daha sonra komanda kvant effektinə işarə edən iki vacib ipucu tapdı. Maqnetar tərəfindən yaradılan və IXPE tərəfindən aşkar edilən rentgen şüaları son dərəcə yüksək səviyyədə polyarizasiya göstərdi. Bundan əlavə, həmin polyarizasiyanın istiqaməti radio müşahidələrində də göründüyü kimi 1E1547-nin maqnit sahəsi ilə bağlı qaldı.

Doktor Louer dedi: “Maqnit sahəsinin gücünə görə Heyzenberqin virtual hissəcikləri sahənin göstərdiyi istiqamətlə uyğunlaşır”.

“Maqnetar fırlandıqca radio dalğalarının və rentgen şüalarının salınma istiqamətini diqqətlə izləyərək, komanda 1E1547-nin maqnit və fırlanma qütblərinin düzülüşünün vakuum ikiqat sınmasını aşkar etmək üçün ideal olduğunu aşkar etdi.”

90 İllik Kvant Sirrinin Sonu

Əgər təfsir təsdiqlənərsə, nəticə fiziklərə kvant fizikasının qurulmuş nəzəriyyələrinin kainatın hər hansı bir yerində tapılan ən ekstremal şərtlərdə necə davrandığını sınaqdan keçirməyə kömək edə bilər.

Dr. Lower əlavə müşahidələrin və daha inkişaf etmiş kompüter simulyasiyalarının siqnalın həqiqətən vakuum ikiqat sınmasından qaynaqlanıb-gəlmədiyini müəyyən etməyə kömək edə biləcəyini söylədi. Bu təkmilləşdirmələr tədqiqatçıların proqnozlaşdırılan kvant imzasını maqnetarların ətrafında baş verən digər fiziki proseslərdən ayırd etməsini asanlaşdırmalıdır.

“Əlimizdə olan bu gələcək məlumatlar və yenilənmiş simulyasiyalarımızla, nəhayət, Heisenberg tərəfindən təxminən 90 il əvvəl başlatdığı tapşırığı tamamlaya bilərik.”

“Vakuum ikiqat sınması və radiomaqnetarın polyarlaşdırılmış rentgen şüalanması” adlı məqalə Nature jurnalında dərc olunub .