EN
  1. Domov
  2. Svetlo stvorené z ničoho

Svetlo stvorené z ničoho

Popis prvého experimentálneho dôkazu jednej z najprekvapivejších predikcií modernej kvantovej fyziky prináša aktuálne vydanie prestížneho magazínu Nature.

To, že prázdny priestor nie je v skutočnosti prázdny je známym dôsledkom kvantovej fyziky. Podľa nej aj dokonalé vákuum obsahuje takzvané virtuálne častice. Tie sústavne z ničoho vznikajú a následne zanikajú. Jedným z  dôsledkov týchto fluktuácií vákua je aj vyparovanie čiernych dier objavené Stephenom Hawkingom. Najznámejším dôkazom existencie týchto častíc vznikajúcich z ničoho je Casimirov efekt. Pri ňom medzi dvoma kovovými veľmi blízkymi platňami vzniká sila, ktorá je dôsledkom toho, že medzi platňami vzniká menej virtuálnych častíc než na ich vonkajšej strane (medzi platňami môžu vzniknúť len virtuálne častice s vlnovou dĺžkou menšou než je vzdialenosť oboch platní). Výsledkom je sila tlačiaca obe platne k sebe. 

 

Credit: Emok

 

Klasický Casimirov efekt bol experimentálne potvrdený výskumnou skupinou Padovskej univerzity pred desiatimi rokmi. Teória však predpovedá aj dynamickú verziu Casimirovho efektu. Pri ňom vodivá platňa pohybujúca sa rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla odovzdá časť svojej kinetickej energie virtuálnym fotónom, ktoré následne vyžiaria túto energiu vo forme párov reálnych fotónov.

Platňa pohybujúca sa rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla je mimo možností súčasných technológií a tak autori experimentu z Chalmers University of Technology v Göteborgu pre overenie platnosti dynamického Casimirovho efektu použili supravodivý elektrický obvod s oscilátorom. Ten rýchlo (> 10GHz) menil  vzdialenosť, ktorú prekonávali elektróny v obvode. Pohyb elektrónov, respektíve vzdialenosti na ktoré sa pohybovali boli merané určovaním miest v elektrickom obvode kde elektrické pole kleslo na nulu. Vlastnosti obvodu boli kontrolované supravodivým kvantovým intereferenčným zariadením (SQUID). Vďaka nemu bolo možné meniť vzdialenosti medzi elektrónmi a miestom v obvode s nulovým elektrickým poľom tak rýchlo, že elektróny sa v obvode pohybovali rýchlosťou rovnou štvrtine rýchlosti svetla. To už bola dostatočná hodnota na to aby obvod emitoval reálne fotóny. Produkoval ich v pároch priamo z vákua.

Prvý krát tak bola experimentálne potvrdená možnosť vytvorenia niečoho z ničoho.

Zdroj: Nature, New Scientist, Chalmers University of Technology

Tagy veda zaujímavosti
Komentáre (30)
bledos
21.11.2011 - 21:47
a zakon zachovania energie neplati? alebo maju fotony nejake anticastice?
predatormx5
21.11.2011 - 21:52
fotony su ta energia ktora vznikne, resp. vyziari sa v podobe fotonov (realnych) a tie by mali vzniknut anihilaciou castic a anticastic (virtualnych?) a zakon zachovania energie tam plati. Treba pockat na Pjetra, ten to urcite vysvetli lepsie
16cmfan
21.11.2011 - 21:58
Práve tam ten zákon zachovania platí viac než ukážkovo, viz. citácia: "Pri ňom vodivá platňa pohybujúca sa rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla odovzdá časť svojej kinetickej energie virtuálnym fotónom, ktoré následne vyžiaria túto energiu vo forme párov reálnych fotónov." Predpokladám, že potom ten virtuálny fotón po vyžiarení dvoch reálnych fotónov opeť zanikne. Ale samozrejme sa môžem mýliť :)
bledos
21.11.2011 - 22:04
takze dalo by sa zhruba povedat, ze doslo vlastne viacmenej k priamej premene kinetickej energie na energiu elektromagnetickeho ziarenia?
16cmfan
21.11.2011 - 22:06
Áno, tak to chápem aj ja.
Blacksmith
22.11.2011 - 13:07
maju a prekvapujuco to su zase fotony :o)
predatormx5
21.11.2011 - 21:48
Takze raz mozno budeme napajat mesta zo ZPM? Niekde som to uz videl :D
Frosty
21.11.2011 - 22:05
:D alebo potom mozu cerpat energiu z pararelneho vesmiru dokym kartrova s denielom neprejdu cez zrkadlo do toho nasho aby tomu zabranili kym ich nevcucneme :D
bledos
21.11.2011 - 22:19
Ale mi to pride cele nejake pochybne, teda v nicom nezvycajne, ved ked preskoci elektron v atome napriklad z vyssieho orbitalu na nizsi tiez sa vyziari foton a ten z coho vznikol? Co ho mal elektron niekde schovany? Tiez bol asi vyrobeny z "nicoho" pri tom "preskoku"...
16cmfan
21.11.2011 - 22:22
Čím je elektrón na vyššej "orbite" teda energetickej hladine, tým má večšiu energiu (kinetickú). Ak klesne dole, tak nároky na "obeh", resp. lepší výraz na udržanie sa na nižšej orbite - orbitálu sú nižšie, preto sa prebytková nepotrebná energia vyžiari vo forme fotónu.
bledos
22.11.2011 - 10:07
no musim ta sklamat - cim je elektron dalej od jadra tym je jeho rychlost a teda aj kineticka energia mensia. Je to na prvy pohlad paradoxne, ze ked elektron vyziari foton tak sa jeho rychlost zvysi, ale ked si uvedomis, ze jeho celkova energia je sucet potencialnej a kinetickej energie tak to sedi...podrobnejsie: http://www.butkaj.com/fyzika2?id_menu=574&id_sub=82&id_left=318#.TstkWvJ8NBk
16cmfan
22.11.2011 - 11:04
Buď to chápem zle ja alebo ty ale: 3.Bohrův postulát: Pouze při přechodu z vyšší dráhy na nižší se vyzáří kvantum elektromagnetického vlnění (foton) odnášející rozdíl energií mezi oběma drahami. Proste menšie energetické hladiny sú bližšie k jadru, no nie ? Ide o to, že každý elektrón v každom orbitále musí mať stále tú istú energiu. Každý orbitál má iné energetické hladiny.
lanza
23.11.2011 - 20:44
16cmfan ma pravdu, elektronu prechadzajucemu z valencneho orbitu do vodivostneho musime dodat energiu (elmag. ziarenie, mechanicky naraz...) aspon tak velku ako je energeticka sirka zakazaneho pasma na tomto principe funguje vsetko od fotovoltickych clankov az po lavinovy jav v diodach a nesnaz sa odporovat (FEI) :D
Frosty
21.11.2011 - 22:23
sak panna maria tiez otehotnela z "nicoho" :D
command42
22.11.2011 - 12:40
lenze az teraz to bolo experimentalne dokazane :D
OVERLORD
21.11.2011 - 22:53
Frosty - koment roka... dam si to zaramovat...
Broslowski
22.11.2011 - 07:01
foton ber ako proste kvantum energie :)
vir2al_i9
22.11.2011 - 15:55
To je pekna kktina; vsetko predsa musi vznikat z niecoho ako aj vesmir tak aj svetlo... je dine ze by nieco bolo Bozi zazrak tak ako s pannou Mariou, ale predsa len to z niecoho vznika a nejako to je. No toto co ru je je pekna hovadina xD teda chcem povedat ze aj to "nic" je vlastne nieco
like
22.11.2011 - 16:39
Velmi zaujimavy clanok, dakujem za skvele citanie :) Pokial ma niekto zaujem o zahady kvantovej fyziky, odporucam nasledovne video (kto ho este nevidel), kde sa tejto problematike venuju. Vsetko je na videu dobre vysvetlene a pochopite, o co vlastne ide. http://www.youtube.com/watch?v=3spRsSVPYzU Nezabudnite si zapnut ceske titulky kliknutim na "CC" ikonku vedla nastavenia rozlisenia videa.
vir2al_i9
22.11.2011 - 17:21
Nakonec dojteme k tomu ze vlastne nic neexistuje ::::DDDD
bledos
23.11.2011 - 10:58
no konecne si trafil klinec po hlavicke
vir2al_i9
23.11.2011 - 14:34
ja viem xD
passco
22.11.2011 - 19:30
Okrem toho že vedci si vytvorili odbornú terminológiu na prirodzene deje vo vesmíre vedia aj niečo ine? :P
16cmfan
22.11.2011 - 19:51
Omnoho viac.
passco
23.11.2011 - 10:07
Ja len tolko dodám kedysi som mal rešpekt pred takými ludmi ale čím dalej tým viac ich berem s velkou rezervou..
lanza
23.11.2011 - 20:47
Beries s rezervou ludi ktori ti dali napr pocitac na ktorom si to napisal alebo elektrinu na ktoru to funguje? :)
passco
23.11.2011 - 21:38
Aha takže podla teba som ja alebo ty ovca čo vobec žiadnym sposobom neprispela k dielu a fungovaniu tohto sveta? :)
lanza
23.11.2011 - 21:43
Nehovorim o fungovani sveta ale o sucasnej technickej vyspelosti ktoru sme dosiahli jedine a jedine vyskumom, ktory samozrejme robili ti ktorych beries s rezervou.
passco
23.11.2011 - 21:50
Jasneee beriem tak s rezervou tých vdaka ktorým mám počítač .. bohužial len s takým biednym výkonom .. :)
Nameless
22.11.2011 - 21:52
zaujimave citanie...len by ma zaujimalo ako moze vzniknut daka virtualna castica z nicoho
Pridať nový komentár
Rady pre písanie
TOPlist