Wetenschappers hebben mogelijk eindelijk ontdekt dat lege ruimte licht verandert, een kwantumeffect dat Werner Heisenberg bijna 90 jaar geleden voorspelde. Waarnemingen van een magnetar, een zeldzame neutronenster met een verbazingwekkend krachtig magnetisch veld, tonen tekenen dat zogenaamd lege ruimte de manier waarop licht reist verandert. Dit zou het eerste bewijs kunnen zijn van vacuüm-dubbelbreking, een fenomeen dat onderzoekers tientallen jaren is ontgaan.
Een kosmisch laboratorium sterker dan alles op aarde
Het effect, bekend als vacuüm-dubbelbreking, komt voort uit het idee dat zelfs een perfect vacuüm niet echt leeg is. Het zou virtuele deeltjes moeten bevatten die kortstondig verschijnen en weer verdwijnen. Wanneer deze worden blootgesteld aan een buitengewoon sterk magnetisch veld, kunnen deze deeltjes beïnvloeden hoe licht beweegt. Het probleem is dat het magnetische veld dat nodig is om dit effect detecteerbaar te maken meer dan 100 miljoen keer sterker is dan alles wat wetenschappers in laboratoria op aarde kunnen genereren.
Magnetars bieden een natuurlijke oplossing. Dit zijn neutronensterren met enkele van de sterkste magnetische velden die in het heelal bekend zijn. Dr. Marcus Lower, een Australische Research Council DECRA Fellow aan de Swinburne University of Technology in Australië, hielp bij het leiden van de waarnemingen. Hij merkte op dat de natuur magnetars heeft voorzien als perfecte kosmische laboratoria om dit effect te zoeken.
Een extreme magnetar observeren
Lower leidde waarnemingen van de magnetar 1E 1547.0-5408 met behulp van CSIRO's Murriyang radiotelescoop, ook bekend als Parkes. De gegevens werden geanalyseerd met de Ngarrgu Tindebeek supercomputer van Swinburne University. Het team combineerde deze met metingen van NASA's Imaging X-ray Polarimetry Explorer en de NICER X-ray telescoop aan boord van het International Space Station.
Rachael E. Stewart, een promovenda in de natuurkunde aan de George Washington University, leidde de studie, die werd gepubliceerd in Nature. Het onderzoek betrof wetenschappers van het Center for Space Sciences and Technology, het South African Radio Astronomy Observatory, Los Alamos National Laboratory, NASA's Marshall Space Flight Center, en universiteiten over de hele wereld.
De bevindingen zouden nieuwe manieren kunnen openen om kwantumfysica te onderzoeken onder omstandigheden die niet op aarde kunnen worden gereproduceerd. Decennia lang hebben wetenschappers vacuüm-dubbelbreking niet definitief kunnen bevestigen, ondanks grote vooruitgang in de kernfysica en deeltjesversnellers. Nu kunnen waarnemingen van een van de meest extreme objecten in het heelal het bewijs leveren waar onderzoekers naar op zoek zijn.
