Оксфордские физики совершили революционное открытие, смоделировав процесс генерации света буквально «из ничего». Это достижение основано на одном из самых парадоксальных предсказаний квантовой механики — концепции квантового вакуума, который вовсе пуст, как считалось ранее. В классическом понимании вакуум — это абсолютная пустота. Однако квантовая физика рисует иную картину: даже в идеально «пустом» участке пространстве беспрерывно рождаются и гибнут виртуальные частицы.
Используя суперкомпьютерное моделирование в программе OSIRIS, ученые воссоздали явление четырехволнового смешения в вакууме. В виртуальном эксперименте три лазерных пучка петаваттной мощности взаимодействовали с квантовым вакуумом. Интенсивное электромагнитное поле поляризовало виртуальные частицы, что привело к рождению новых световых волн. В результате наблюдалось явление, когда сам вакуум под воздействием лазеров начинал вести себя как оптический кристалл, а лазерные лучи демонстрировали неожиданные взаимодействия — изменение направления, смешение и генерацию нового света.
Это открытие может привести к новым исследованиям явлений за пределами Стандартной модели, развитию квантовой электродинамики и созданию принципиально новых оптических технологий. Однако практическая реализация таких экспериментов сталкивается с серьезными трудностями. Необходимы лазеры колоссальной мощности, способные испарять большинство материалов, и сверхчувствительное оборудование для регистрации квантовых эффектов. Следующим шагом станет моделирование более сложных конфигураций лазерных импульсов, что приблизит науку к управлению фундаментальными свойствами вакуума.
А, согласно одной из теорий, наша Вселенная может разрушиться при переходе к «стабильному вакууму».