Στην μελέτη του  φωτός που εκπέμπεται από ένα εξαιρετικά πυκνό και έντονα μαγνητισμένο αστέρι νετρονίων, χρησιμοποιώντας το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο του ESO, οι αστρονόμοι  έχουν βρει τις πρώτες ενδείξεις σε ένα παράξενο κβαντικό φαινόμενο, που εμφανίστηκε θεωρητικά για πρώτη φορά το 1930. Η πόλωση του φωτός υποδηλώνει ότι ο κενός χώρος γύρω από το άστρο νετρονίων υπόκειται σε κβαντικό φαινόμενο γνωστό ως διπλή διάθλαση κενού.

Μια ομάδα με επικεφαλής τον Roberto Mignani από INAF Μιλάνο (Ιταλία) και από το Πανεπιστήμιο της Ζιελόνα Γκόρα (Πολωνία), που χρησιμοποιείται πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο του ESO (VLT) στο Παρατηρητήριο Paranal στη Χιλή παρατήρησαν το αστέρι νετρονίων RX J1856.5-3754, 400 έτη φωτός από τη Γη.

Παρά το γεγονός ότι ανάμεσα στα πλησιέστερα άστρα νετρονίων, οι αστρονόμοι μπορούσαν να παρατηρήσουν μόνο το αστέρι από το ορατό φως με τη χρήση του μέσου FORS2 για το VLT, στα όρια της τρέχουσας τεχνολογίας τηλεσκοπίου προχώρησαν σε μια σπουδαία ανακάλυψη.

Τα αστέρια νετρονίων είναι πολύ πυκνοί πυρήνες, απομεινάρι μεγάλων άστρων - με μάζα τουλάχιστον 10 φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιο μας - που έχουν εκραγεί ως σουπερνόβα στο τέλος της ζωής τους. Έχουν επίσης ακραία μαγνητικά πεδία, δισεκατομμύρια φορές ισχυρότερα από εκείνα του Ήλιου, που διαπερνούν και επηρεάζουν την εξωτερική επιφάνεια και το περιβάλλον τους προκαλώντας μια καμπυλότητα στο χώρο.

Τα πεδία αυτά είναι τόσο ισχυρά ώστε να επηρεάζουν ακόμη και τις ιδιότητες του κενού χώρου γύρω από το άστρο. Κανονικά το κενό θεωρείται ως εντελώς άδειο, και το φως μπορεί να ταξιδέψει μέσα από αυτό χωρίς να αλλάξει. Αλλά στην κβαντική ηλεκτροδυναμική (QED), η κβαντική θεωρία που περιγράφει την αλληλεπίδραση μεταξύ των φωτονίων και φορτισμένων σωματιδίων, όπως τα ηλεκτρόνια, το διάστημα θεωρείται ότι είναι γεμάτο από εικονικά σωματίδια που εμφανίζονται και εξαφανίζονται όλη την ώρα. Πολύ ισχυρά μαγνητικά πεδία μπορεί να τροποποιήσουν αυτό το χώρο, έτσι ώστε να επηρεάζει την πόλωση του φωτός που διέρχεται μέσα από αυτό.

Σύμφωνα με την QED, ένα ιδιαίτερα μαγνητισμένο κενό συμπεριφέρεται ως ένα πρίσμα για τη διάδοση του φωτός, ένα φαινόμενο γνωστό ως διπλή διάθλαση στο κενό.

Ανάμεσα στις πολλές προβλέψεις της QED, και στη διπλή διάθλαση στο κενό, έλειπε μέχρι τώρα μια άμεση πειραματική απόδειξη. Προσπάθειες για την ανίχνευση στο εργαστήριο δεν είχαν γίνει τα τελευταία  80 χρόνια από τότε που πρωτοεμφανίστηκε η θεωρεία αυτή από τον Werner Heisenberg (της αρχής της αβεβαιότητας) και Hans Heinrich Euler.

Αυτό το αποτέλεσμα μπορεί να ανιχνευθεί μόνο με την παρουσία εξαιρετικών ισχυρών μαγνητικών πεδίων, όπως αυτά γύρω από τα άστρα νετρονίων.  Μετά από προσεκτική ανάλυση των δεδομένων του VLT, ο Mignani και η ομάδα του ανίχνευσαν γραμμική πόλωση - σε σημαντικό βαθμό της τάξης του 16% - που  είναι πιθανό να οφείλεται στην ενισχυτική δράση της birefringence του κενού που συμβαίνουν στην περιοχή του κενού χώρου γύρω RX J1856 0,5 

"Η υψηλή αυτή, γραμμική πόλωση που μετριέται με το VLT δεν μπορεί να εξηγηθεί εύκολα από τα μοντέλα μας, εκτός εάν συμπεριλαμβάνονται οι επιπτώσεις στη διπλή διάθλαση κενού προβλέπεται από την QED", αναφέρει ο Mignani, ενώ συνεχίζει λέγοντας ότι " η μελέτη με την βοήθεια του  VLT είναι η πρώτη παρατηρητική απόδειξη για τις υποθέσεις των αποτελεσμάτων που προκύπτουν την QED σε εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά πεδία".

Ο Mignani και η ομάδα του είναι ενθουσιασμένοι για τις περαιτέρω βελτιώσεις σε αυτόν τον τομέα της μελέτης που θα μπορούσε να προκύψει με πιο προηγμένα τηλεσκόπια και τις παρατηρήσεις που μπορούν να γίνουν στο μέλλον.

Πηγή:Science