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空间奇异量子特性的第一个迹象
发布时间：2024-07-15 10:12:15来源：
由INAF米兰的Roberto Mignani和波兰的Zielona Gora大学领导的团队在智利的Paranal天文台使用ESO的超大望远镜(VLT)来观察中子星 RX J1856.5-3754，距地球400光年[1]。
尽管它是最近的中子星之一，它的极端暗淡意味着天文学家只能使用当前望远镜技术极限的VLT上的FORS2仪器观察可见光的恒星。
中子星是大质量恒星的非常密集的残余核心 - 至少比我们的太阳大10倍 - 在他们生命的尽头已经爆炸成超新星。它们还具有极强的磁场，比太阳的强磁场数十亿倍，渗透到它们的外表面和周围环境中。
这些领域非常强大，甚至会影响恒星周围空白区域的属性。通常认为真空是完全空的，并且光可以通过它而不被改变。但是在量子电动力学(QED)中，描述光子和带电粒子(如电子，空间)之间相互作用的量子理论充满了虚拟粒子，它们一直出现并消失。非常强的磁场可以改变这个空间，从而影响通过它的光的偏振。
Mignani解释说：“根据QED，高磁化真空表现为光传播的棱镜，这种效应被称为真空双折射。”
然而，在QED的许多预测中，真空双折射迄今尚缺乏直接的实验证明。自Werner Heisenberg(不确定性原则成名)和Hans Heinrich Euler在一篇论文中预测，80年来，试图在实验室中检测它的尝试尚未成功。
“ 只有存在极强的磁场，例如中子星周围的磁场，才能检测到这种效应。这再一次表明，中子星是研究自然基本定律的宝贵实验室。“Roberto Turolla(帕多瓦大学)说。
在对VLT数据进行仔细分析后，Mignani和他的团队检测到线性极化 - 在很大程度上约为16% - 他们认为可能是由于在RX J1856.5周围的空白区域发生的真空双折射的增强效应-3754 [2]。
Vincenzo Testa(INAF，罗马，)评论道：“这是极度测量极化的最微弱的物体。它需要世界上最大，最高效的望远镜之一，VLT和精确的数据分析技术来增强这颗微弱恒星的信号。“
“ 我们使用VLT测量的高线性极化不能用我们的模型很容易地解释，除非包括QED预测的真空双折射效应， ”Mignani补充道。
“ 这项VLT研究是对极强磁场中出现的这类QED效应进行预测的第一次观测支持， ”Silvia Zane(UCL / MSSL，英国)评论道。
Mignani对这一研究领域的进一步改进感到兴奋，这些研究可以用更先进的望远镜来实现：“ 使用下一代望远镜进行偏振测量，例如ESO的欧洲极大望远镜，可以在测试真空双折射的QED预测中发挥关键作用围绕更多中子星的影响。“
“ 这种测量现在首次在可见光下进行，也为在X射线波长下进行的类似测量铺平了道路， ”Kinwah Wu补充道。
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