Vacuum birefringence adalah fenomena kuantum yang sangat luar biasa yang hanya diperhatikan pada tahap atom. Secara teori, ia boleh berlaku, misalnya, berhampiran bintang neutron. Oleh kerana adanya medan magnet yang sangat kuat, kawasan dengan jirim yang muncul dan hilang dapat muncul dengan keadaan kacau-bilau di dekat bintang-bintang seperti itu.
Pada tahun 1930-an, ahli fizik Jerman Werner Heisenberg dan Hans Heinrich Oyler mengembangkan teori bahawa vakum bermagnet dapat bertindak seperti prisma dalam hubungannya dengan cahaya yang melaluinya.
Baru-baru ini, saintis dari Institut Astrofizik Nasional Itali dan Universiti Zelenogur (Poland) telah menyaksikan harta tanah vakum yang tidak biasa ini. Dengan menggunakan Teleskop Sangat Besar (VLT) Balai Cerap Eropah Selatan, saintis yang diketuai oleh Roberto Mignani memerhatikan bintang RX J1856.5-3754, yang terletak 400 tahun cahaya.
Bintang-bintang Neutron biasanya sangat padat, tetapi berpuluh-puluh kali lebih besar daripada Matahari kita. Kerana itu, mereka mempunyai medan magnet yang sangat kuat. Kekosongan dalam keadaan normal (sekurang-kurangnya menurut Einstein dan Newton) tidak menampakkan dirinya dengan cara apa pun, dan cahaya dapat menyebarkannya tanpa perubahan. Namun, menurut elektrodinamik kuantum (QED), ruang dipenuhi dengan zarah maya yang muncul dan hilang tanpa henti. Medan magnet yang sangat kuat, seperti yang biasa dijumpai di dekat bintang neutron, dapat mengubah sifat ruang.
Dengan menggunakan peralatan baru dari Teleskop Sangat Besar di Chile, para penyelidik dapat melihat bintang neutron dalam spektrum yang dapat dilihat, dengan berkesan mendorong sempadan teknologi pemerhatian yang ada.
Kajian mengenai bintang RX J1856.5-375 menunjukkan tahap polarisasi linear yang signifikan (16 peratus), yang ditafsirkan oleh saintis sebagai akibat daripada kesan birefringence vakum.
"Tahap polarisasi yang tinggi yang kami amati dengan VLT sangat sukar untuk dijelaskan dengan model kami saat ini, kecuali jika kita berbicara mengenai kesan birefringence vakum, yang diramalkan 80 tahun yang lalu oleh elektrodinamik kuantum," kata Mignani.
Terima kasih kepada teleskop masa depan dan lebih kuat, kata Mignani, para saintis akan dapat mengetahui lebih lanjut mengenai kesan kuantum yang tidak biasa ini dengan memerhatikan bintang-bintang neutron yang lain.
Video promosi:
"Pengukuran tahap polarisasi menggunakan teleskop generasi baru, misalnya, Teleskop Ekstrim Besar ESO Eropah (EELT) yang sama, dapat memainkan peranan penting dalam menguji ramalan elektrodinamik kuantum dalam isu kesan birefringence vakum di dekat kebanyakan bintang neutron," kata saintis itu.
Ini adalah pertama kalinya penyelidikan ini dilakukan dalam spektrum yang dapat dilihat. Pemerhatian lebih lanjut juga dapat dilakukan dalam jarak gelombang sinar-X,”tambah penyelidik Kinwa Wu.
NIKOLAY KHIZHNYAK
