Sjónauki NASA finnur vísbendingar um 90 ára gamla skammtafræðikenningu

Alþjóðlegt teymi stjörnufræðinga hefur greint frá því sem gæti verið fyrsta beina stjarneðlisfræðilega sönnunin fyrir tómarúmsbroti (vacuum birefringence), nærri 90 ára gamalli spá innan skammtafræðinnar um að öfgafull segulsvið geti breytt því hvernig ljós ferðast um tómarúm. Niðurstöðurnar, sem birtar voru á miðvikudag í Nature, byggja á yfir 140 klukkustunda athugunum á sjaldgæfri segulstjörnu sem kallast 1E 1547-5408.nature+1

Kosmísk rannsóknarstofa

Segulstjarnan 1E 1547-5408, sem er í yfir 13.000 ljósára fjarlægð frá jörðinni og snýst á tveggja sekúndna fresti, þjónaði sem náttúruleg rannsóknarstofa teymisins. Vísindamenn samhæfðu IXPE-gervihnött NASA (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) við NICER-sjónauka NASA og Murriyang, útvarpssjónauka CSIRO í Parkes í Nýja Suður-Wales, sem er í eigu og rekstri vísindastofnunar Ástralíu. Þetta var í fyrsta sinn sem samhæfðar mælingar á útvarps- og röntgengeislun voru gerðar á segulstjörnu.lsu+1

Athuganirnar leiddu í ljós röntgengeislun sem var nærri þrefalt sterkari en sést hefur í sambærilegum fyrirbærum, sem er langt umfram það sem hefðbundin líkön gátu útskýrt. Miðað við rúmfræði segulsviða stjörnunnar hefði skautunarmerkið átt að vera nálægt núlli á ákveðnum stöðum í snúningi stjörnunnar.science.nasa

Prófun á 90 ára gamalli kenningu

Tómarúmsbrot, sem fyrst var stungið upp á árið 1936 innan ramma skammtafræðilegrar rafsegulfræði, spáir því að skammtatómarúmið, sem er fullt af öreindapörum sem birtast og hverfa, afbakist af öfgafullum segulsviðum. Þetta veldur því að tómarúmið virkar eins og skautunarsía. Segulstjörnur, með segulsvið sem eru um billjón sinnum sterkari en öflugustu varanlegu seglar á jörðinni, bjóða upp á eina þekkta umhverfið þar sem þessi áhrif gætu komið fram.lsu+1

Líkön teymisins styðja þá tilgátu að tómarúmsbrot sé orsök hins óvænta merkis. "Líkan okkar bendir til þess að til að endurskapa þá röntgengeislun sem sást, á sama tíma og skilyrðum útvarpsmælinga er fullnægt, þurfi tómarúmsbrot að vera til staðar í umhverfi nifteindastjörnunnar," sagði Hoa Dinh Thi, nýdoktor við Rice-háskóla og annar aðalhöfunda rannsóknarinnar.science.nasa

"Eðli veruleikans"

Rachael Stewart, doktorsnemi við George Washington-háskóla og aðalhöfundur, sagði niðurstöðuna sýna hvernig stjarneðlisfræði geti rannsakað grundvallarlögmál eðlisfræðinnar. "Upplýsingarnar sem við fengum með því að skoða þennan fjarlæga stjörnukjarna gefa okkur einnig vísbendingar um eðli veruleikans eins og við þekkjum hann, og mér finnst það ótrúlegt," sagði Stewart.science.nasa

Michela Negro, stjarneðlisfræðingur við LSU og meðlimur teymisins, lýsti nálguninni: "Við erum ekki lengur bara að rannsaka stjarnfræðileg fyrirbæri; við erum að nota þau til að prófa lögmál náttúrunnar."lsu

Frekari athuganir með IXPE á þessari og öðrum segulstjörnum eru fyrirhugaðar til að staðfesta merkið og hugsanlega afhjúpa frekari framandi skammtafræðileg áhrif.science.nasa