Αλληλεπιδρώντας με το τίποτα.

Σκέδαση από το κβαντικό κενό
Οι πολωμένες ακτίνες γ θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την μελέτη της σκέδασης των φωτονίων από τα "εν δυνάμει" σωματίδια του κβαντικού κενού (ή αλλιώς σκέδαση Delbrück)

Μια από τις βασικές παραδοχές της κβαντικής θεωρίας είναι ότι το κενό, δηλαδή ο άδειος χώρος, στην πραγματικότητα μόνο κενό δεν είναι: βρίθει από σωματίδια που εμφανίζονται απρόβλεπτα και παύουν να υπάρχουν έπειτα από μια στιγμή. Σ’ αυτά τα εικονικά σωματίδια οφείλονται τα παρατηρήσιμα κβαντικά φαινόμενα, όπως η δύναμη Casimir και η σκέδαση Delbrück.

Ερευνητές από την Ιαπωνία βρήκαν τον τρόπο για να μετρήσουν με πρωτοφανή ακρίβεια την σκέδαση Delbrüc, ένα φαινόμενο που είναι πολύ δύσκολο να απομονωθεί. Η μέθοδός τους θα επιτρέψει να γίνουν λεπτομερέστατοι έλεγχοι στην θεωρία της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής (QED).

Η σκέδαση Delbrück έχει κάποιες ομοιότητες με την πιο γνωστή μορφή σκέδασης, της σκέδασης Rayleigh στην οποία οφείλεται το γαλάζιο χρώμα του ουρανού. Η σκέδαση Rayleigh προκύπτει από την αλληλεπίδραση των φωτονίων με τα δέσμια ηλεκτρικά φορτία στα μόρια της ατμόσφαιρας. Η σκέδαση Delbrück αντίστοιχα προκύπτει από την αλληλεπίδραση των φωτονίων με τα «εν δυνάμει» ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων παρουσία του πεδίου Coulomb από έναν ατομικό πυρήνα.

Το φαινόμενο της σκέδασης των φωτονίων από τα «εικονικά» σωματίδια του κβαντικού κενού παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1970, αλλά το φαινόμενο είναι δύσκολο να ταυτοποιηθεί, διότι πραγματοποιείται μαζί με άλλους τρεις τύπους σκέδασης – συμπεριλαμβανομένης και της σκέδασης Rayleigh.

Οι ερευνητές Koga και Hayakawa προτείνουν μια μέθοδο απομόνωσης και μέτρησης της σκέδασης Delbrück. Το κλειδί στην λύση τους είναι η χρήση πολωμένων ακτίνων γ. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους, η κατάλληλη επιλογή της γωνίας σκέδασης, της πόλωσης και της ενέργειας των φωτονίων θα κάνει την σκέδαση Delbrück δυο τάξεις μεγέθους ισχυρότερη από τις τρεις άλλες μορφές σκέδασης.

Υποθέτοντας την χρήση κασσίτερου ως υλικού σκέδασης και μια πηγή ακτίνων γ υψηλής ροής όπως η ELI-NP (Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics) – μια εγκατάσταση υπό κατασκευή στην Ρουμανία – η ερευνητική ομάδα προβλέπει ότι η μέθοδος θα μπορούσε να διπλασιάσει την ακρίβεια που επιτεύχθηκε σε προηγούμενα πειράματα.

πηγή: https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.118.204801