http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2015-10-05
物理学家第一次直接证明真空波动的存在
科学家发现根据量子物理学的理论，真空中光波和无线电波完全消失后，真空波动仍然存在
腾讯太空讯 据国外媒体报道，真空是绝对虚无的吗？目前物理学家已经成功证明了真空波动的存在，通过高精度的光学测量技术直接观测到所谓的真空波动。从物理学的角度看，真空波动被认为是量子光场的闪烁，即使在完全黑暗的宇宙之中，真空波动也能够被物理学家们发现。就像没有信号输入的电视屏幕一样，真空波动在空间中呈现随机波动，而且它们以非常高的速度不断变化。
本项研究来自德国康斯坦茨大学的物理学家小组，他们通过短光脉冲成功实现了真空波动的探测。科学家发现根据量子物理学的理论，真空中光波和无线电波完全消失后，真空波动仍然存在。这个发现对于量子物理学发展而言是至关重要的，因为这是海森堡不确定性原理中推出，后者则是量子物理的主要支柱理论。其发现决定了电场和磁场不能同时消失，甚至在完全黑暗的空间中，仍然存在有限波动。
这一现象直到目前才被实验直接发现，我们通常假设的真空波动在过去只被间接探测到。探测真空波动的关键在于极高的灵敏度，我们已经研发出对电场高分辨率实验装置，这使得我们有可能直接探测到真空波动。康斯坦茨大学开发的超短脉冲激光系统属于世界领先的光学技术，为这项实验提供了必要的基础。时间精度可控制在飞秒级范围内，有了这种极端的精度和灵敏度，我们第一次观测到真空中的起伏。（罗辑/编译）
[腾讯网]
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科学家从真空中创造出光子
腾讯科学讯（2015年4月15日） 据美国物理学家组织网报道，瑞典查尔姆斯理工大学的科学家在真空中捕获到了不断出现和消失的光子，成功将虚拟光子转变成真实光子，制成了可测量的光，首次观测到40多年前就曾被预言的动力学卡西米尔效应，即平行金属板在辐射场真空态中存在吸引力的现象。
实验基于一个违反常规的量子力学重要原则：真空并不“真空”，实际上，真空中充满了各种不断波动的粒子。它们出现后却又在瞬间消失，因此常被称为虚拟粒子。物理学家摩尔早在上世纪70年代就曾预言，虚拟光子转变成真实光子的现象将会发生。他认为，如果虚拟光子能从镜子上反弹起来，而镜子是以近乎光速的速度移动，上述情况就会发生。
由于镜子不可能移动得如此之快，科研人员采用另一种方法实现了相同效应：通过改变到达超导电路的电距离，起到微波的镜面作用，而非改变到达镜子的物理距离。这个“镜子”名为超导量子干涉器(SQUID)，其由量子电子元件构成，对磁场极其敏感。通过每秒数十亿次改变磁场的方向，可使“镜子”的振动速度达到光速的25%。镜子也会将自身部分动能转移给虚拟光子，这将促使它们突然出现。实验结果显示，光子会在真空中成对出现，科学家能够以微波辐射的形式对其进行测量，构建出确实具有相同特性的射线，如同量子理论所述。
科研人员表示，光子出现的原因在于其自身缺少质量，因此，激发出它们的虚拟状态需要较少的能量。原则上来说，还可以在真空中创造出其他粒子，例如电子或质子等，但这需要更多的能量。
成对光子的研究成果或可用于量子计算机等相关量子信息研究领域。然而，此次实验的主要价值在于增进人们对于基础物理概念的了解，比如真空波动，即真空中瞬间出现并消失的虚拟粒子等。通常认为，真空波动与“暗能量”可能有关联，促进了宇宙膨胀的加速，而这种加速已通过今年的诺贝尔物理学奖获得了确认。（camy）
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