NASA teleskobu 90 yıllık kuantum teorisine dair kanıt buldu

Uluslararası bir astronom ekibi, aşırı manyetik alanların ışığın görünüşte boş uzayda nasıl hareket ettiğini değiştirebileceğine dair yaklaşık 90 yıllık bir kuantum fiziği tahmini olan vakum çift kırılmasının ilk doğrudan astrofiziksel kanıtını rapor etti. Çarşamba günü Nature dergisinde yayımlanan sonuçlar, magnetar olarak bilinen nadir bir ultra-manyetik nötron yıldızının 140 saatten fazla gözlemlenmesine dayanıyor.nature+1

Kozmik Bir Laboratuvar

Dünya'dan 13.000 ışık yılından daha uzak bir mesafede bulunan ve her iki saniyede bir dönen 1E 1547-5408 magnetarı, ekibin doğal laboratuvarı olarak hizmet verdi. Bilim insanları, NASA'nın IXPE (Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini) uydusunu, NASA'nın NICER teleskobu ve Avustralya'nın ulusal bilim ajansına ait olan kırsal Yeni Güney Galler'deki CSIRO'nun Parkes radyo teleskobu ile koordine ettiler. Bu, bir magnetarın şimdiye kadar yapılmış ilk koordineli radyo ve X-ışını polarizasyon ölçümü oldu.lsu+1

Gözlemler, benzer kaynaklarda görülenden neredeyse üç kat daha fazla X-ışını polarizasyonu ortaya çıkardı ve bu, standart yüzey emisyon modellerinin açıklayabileceğinin çok ötesindeydi. Magnetarın manyetik alanlarının geometrisi göz önüne alındığında, polarizasyon sinyalinin yıldızın dönüşündeki belirli noktalarda sıfıra yakın olması gerekirdi.science.nasa

90 Yıllık Teoriyi Test Etmek

İlk olarak 1936'da kuantum elektrodinamiği çerçevesinde önerilen vakum çift kırılması, sürekli titreyen parçacık-antiparçacık çiftleriyle dolu kuantum vakumunun aşırı manyetik alanlar tarafından büküldüğünü ve boş uzayın polarize bir filtre gibi davranmasına neden olduğunu öngörür. Alanları Dünya'daki en güçlü kalıcı mıknatıslardan trilyonlarca kat daha güçlü olan magnetarlar, bu etkinin ortaya çıkabileceği bilinen tek ortamı sunar.lsu+1

Ekip tarafından gerçekleştirilen simülasyonlar, beklenmedik derecede güçlü sinyalin nedeni olarak vakum çift kırılmasını destekliyor. Rice Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı ve eş yazar olan Hoa Dinh Thi, "Modelimiz, gözlemlenen X-ışını polarizasyon imzalarını yeniden üretmenin, aynı zamanda radyo gözlemleri tarafından belirlenen kısıtlamaları karşılamanın, nötron yıldızının çevresinde vakum çift kırılmasının varlığını gerektirdiğini öne sürüyor" dedi.science.nasa

"Gerçekliğin Dokusu"

George Washington Üniversitesi'nde doktora adayı olan baş yazar Rachael Stewart, bulgunun astrofiziğin temel fiziği nasıl inceleyebileceğini gösterdiğini söyledi. Stewart, "Bu uzak yıldızın çekirdeğine bakarak elde ettiğimiz bilgiler, bize gerçekliğin doğası hakkında da ipuçları veriyor ve bunu inanılmaz buluyorum" dedi.science.nasa

Ekibin bir diğer üyesi olan LSU astrofizikçisi Michela Negro, yaklaşımı şöyle tanımladı: "Artık sadece astronomik nesneleri incelemiyoruz; onları doğa yasalarını test etmek için kullanıyoruz."lsu

Sinyali doğrulamak ve potansiyel olarak ek egzotik kuantum etkilerini ortaya çıkarmak için bu ve diğer magnetarlara yönelik daha fazla IXPE gözlemi planlanıyor.science.nasa