Nghiên cứu khoa học tạo ánh sáng trong môi trường chân không

Việc tạo ra ánh sáng từ chân không là một trong những ý tưởng cực kỳ táo bạo của các nhà khoa học vào thập niên 70 của thế kỷ trước nhưng đến giờ đây chúng đã được hiện thực hóa bởi các nhà khoa học Thụy Điển.

Những nhà khoa học đã thử nghiệm nghiên cứu của mình dựa theo nguyên lý phản trực giác.Các phân tử trong môi trường chân không thường tồn tại trong một khoảng thời gian cực ngắn,sau đó chúng biến mất liên tục,chính vì chúng thường xuyên tồn tại và biến mất như vậy nên các nhà khoa học gọi chúng là hạt ảo.

Việc đưa các phân tử dạng hạt ảo chuyển thành trạng thái thực hay ở trạng thái ánh sáng đo được đã được nghiên cứu thành công nhờ sự phối hợp những nghiên cứu của nhà khoa học Christopher Wilson và cộng sự của mình tại Đại Học Công nghệ Chalmers (Thụy Điển).Nhà khoa học vật lý Moore đã suy đoán được rằng trong trường hợp những photon ảo (hạt ảo) này được bao bọc bởi một chiếc gương quay quanh với vận tốc của ánh sáng,chúng được gọi là hiệu ứng Casimir động lực học.

Khi quá trình thí nghiệm diễn ra “chiếc gương” sẽ đưa năng lượng động lực sang các hạt proton ảo giúp chúng có thể nhìn thấy.Trên cơ sở khoa học ngành động lực học lượng tử cho biết trong môi trường chân không các tồn tại rất nhiều dạng hạt ảo,một trong những lý do chính của các hạt ảo trong môi trường thí nghiệm là do chúng thiếu khối lượng.

Trong môi trường chân không,để các photon có thể thoát khỏi trạng thái ảo chúng cần rất ít năng lượng. Về nguyên tắc, người ta cũng có thể tạo ra các hạt khác từ môi trường chân không, như các electron hay proton, nhưng điều đó sẽ đòi hỏi năng lượng nhiều hơn nữa.

Trong các cuộc thí nghiệm về lượng tử thì việc tìm thấy hạt photon xuất hiện thành từng cặp với nhau có thể ứng dụng trong một số lĩnh vực lớn như phát triển hệ thống thông tin lượng tử,trong đó bao gồm cả sự phát triển của hệ thống máy tính lượng tử.

Tuy nhiên, giá trị chính của thí nghiệm là nó làm tăng sự hiểu biết của chúng ta về khái niệm vật lý cơ bản, chẳng hạn như biến động chân không – sự xuất hiện liên tục và biến mất của các hạt ảo trong chân không. Người ta tin rằng sự biến động chân không có thể có một kết nối với “năng lượng tối” điều khiển sự mở rộng tăng tốc của vũ trụ. Việc phát hiện ra gia tốc này đã được công nhận trong năm nay với việc trao giải Nobel Vật lý.