Ši teorija rėmėsi seniai nustatytu faktu, kad tuščia erdvė iš tiesų nėra visai tuščia, o kupina atsirandančių ir išnykstančių dalelių. Tai vyksta dėl kvantinių dėsnių, kurie teigia, kad netgi vakuumas negali turėti lygiai nulį energijos, o jame turi vykti mažos energijos fluktuacijos. Šios fluktuacijos pasirodo kaip trumpai gyvuojančių dalelių poros.
Šių „virtualių“ dalelių (dažniausiai – fotonų) aptikimą demonstruoja standartinis Kasimiro efektas, kur artinami du lygiagretūs veidrodžiai, jau esantys labai arti vienas šalia kito. Maža erdvė tarp veidrodžių riboja ten galinčių atsirasti virtualių fotonų skaičių. Kadangi daugiau fotonų atsiranda už šios erdvės ribų, spinduliavimo slėgis, veikiantis veidrodžius iš išorės, yra didesnis nei slėgis, veikiantis iš vidaus. Šių jėgų skirtumas galiausiai suglaudžia veidrodžius.
Nors šis eksperimentas netiesiogiai įrodo vakuume egzistuojančių fotonų egzistavimą, tačiau jų tiesiogiai neišgauna. Šia linkme didelį žingsnį į priekį žengė Chrisas Wilsonas su kolegomis Čalmerso technologijos universitete Geteborge, Švedijoje. 2011 metų birželio mėnesį skelbta apie eksperimentą, kurio metu pirmą kartą pavyko ištraukti fotonus iš tuštumos.
Eksperimentui pritaikytas dinaminis Kasimiro efektas. Norint jį pasiekti reikia tik vieno metalinio veidrodžio, bet jis turi judėti greičiu, artimu šviesos greičiui per virtualių fotonų jūrą tuščioje erdvėje. Kadangi veidrodis yra laidininkas, fotonai – kaip elektromagnetinės dalelės – absorbuos dalį jo kinetinės energijos. Tada jie išspinduliuos šią papildomą energiją, sukurdami tikrų fotonų poras.
Suprantama, skraidinti veidrodį šviesos greičiu yra neįmanoma. Tad tyrėjai panaudojo superlaidžią elektros grandinę su osciliatoriumi, kuris sparčiai kaitaliojo atstumą, kurį elektronas turi nueiti grandine. Elektrono judėjimas nustatomas pagal vietą, kurioje grandinės dalyje elektrinis laukas susilpnėja iki nulio.
Grandinės valdymui panaudotas superlaidus kvantinės interferencijos įrenginys (SQUID). Magnetinio lauko kryptį per sekundę pakeičiant kelis milijardų kartų, atsitinka taip, kad SQUID pirmyn ir atgal išsijudina greičiu, prilygstančiu maždaug 5 proc. šviesos greičio (plačiau: „Fizikams iš vakuumo pavyko išgauti šviesą“). To pakako, kad veidrodis, kaip ir numatoma teorijoje, išspinduliuotų iš vakuumo išgautų mikrobangų fotonų. Deja, pirmo eksperimento metu išsiskiriančių fotonų kiekiai buvo pakankamai menki, kad eksperimento rezultatai būtų pritaikomi praktiškai.
Tačiau mokslininkų komanda nenuleido rankų ir atliko naujus bandymus, kuriuose sugebėjo dar labiau padidinti veidrodžio judėjimo greitį. Naujausio eksperimento metu mokslininkai galėjo keisti atstumą tarp elektrono ir nulinio lauko vietos taip greitai, kad veidrodžio judėjimo greitis prilygo ketvirčiui šviesos greičio. Grandinėje ėmė spinduliuoti tikri fotonai. „Dalelės atsirasdavo poromis, tiesiog iš vakuumo“, – sakė C.Wilsonas.
„Tai buvo sunkus techninis eksperimentas, – pabrėžė jis. – Buvome labai patenkinti, kai jis pavyko.“
„Tai svarbus proveržis“, – sutinka Diego Dalvitas, fizikas iš Los Alamos Nacionalinės laboratorijos Naujojoje Meksikoje. Virtualių fotonų energija yra kosmologų geriausias spėjimas, kas slypi už tamsiosios energijos, spartinančios visatos plėtimąsi.
D.Dalvitas tikisi, kad eksperimentas „atvers galimybę atlikti kosmologinius eksperimentus ant stalo“.
Šaltinis: Michael Brooks, „New Scientist“.
