Birefringence vakum adalah fenomena kuantum yang sangat tidak biasa yang hanya diamati pada tingkat atom. Secara teori, hal itu dapat terjadi, misalnya, di dekat bintang neutron. Karena adanya medan magnet yang sangat kuat, daerah dengan materi yang muncul dan menghilang dapat muncul dengan cara yang kacau di dekat bintang tersebut.
Pada tahun 1930-an, fisikawan Jerman Werner Heisenberg dan Hans Heinrich Oyler mengembangkan teori bahwa ruang hampa bermagnet dapat berperilaku seperti prisma dalam kaitannya dengan cahaya yang melewatinya.
Baru-baru ini, para ilmuwan dari Institut Astrofisika Nasional Italia dan Universitas Zelenogur (Polandia) telah menyaksikan sifat vakum yang tidak biasa ini. Dengan menggunakan Very Large Telescope (VLT) dari European Southern Observatory, ilmuwan yang dipimpin oleh Roberto Mignani mengamati bintang RX J1856.5-3754, yang terletak 400 tahun cahaya.
Bintang neutron biasanya sangat kompak, tetapi puluhan kali lebih masif dari Matahari kita. Karena itu, mereka memiliki medan magnet yang sangat kuat. Ruang hampa dalam keadaan normalnya (setidaknya menurut Einstein dan Newton) tidak memanifestasikan dirinya dengan cara apa pun, dan cahaya dapat merambat melaluinya tanpa perubahan apa pun. Namun, menurut elektrodinamika kuantum (QED), ruang diisi dengan partikel virtual yang muncul dan menghilang tanpa henti. Medan magnet yang sangat kuat, seperti yang biasa ditemukan di dekat bintang neutron, dapat mengubah sifat ruang.
Dengan menggunakan peralatan baru dari Very Large Telescope Chili, para peneliti dapat mengamati bintang neutron dalam spektrum tampak, secara efektif mendorong batas-batas teknologi pengamatan yang ada.
Sebuah studi tentang bintang RX J1856.5-375 menunjukkan tingkat polarisasi linier yang signifikan (16 persen), yang ditafsirkan oleh para ilmuwan sebagai konsekuensi dari efek birefringensi vakum.
“Tingkat polarisasi tinggi yang kami amati dengan VLT sangat sulit dijelaskan dengan model kami saat ini, kecuali jika kami berbicara tentang efek vakum birefringence, yang diprediksi 80 tahun lalu oleh elektrodinamika kuantum,” kata Mignani.
Berkat teleskop masa depan dan yang lebih kuat, kata Mignani, para ilmuwan akan dapat mempelajari lebih lanjut tentang efek kuantum yang tidak biasa ini dengan mengamati bintang neutron lainnya.
Video promosi:
"Pengukuran tingkat polarisasi menggunakan teleskop generasi baru, misalnya, ESO European Extreme Large Telescope (EELT) yang sama, dapat memainkan peran kunci dalam menguji prediksi elektrodinamika kuantum dalam masalah efek birefringence vakum di dekat sebagian besar bintang neutron," catat ilmuwan.
“Ini pertama kalinya penelitian ini dilakukan pada spektrum tampak. Pengamatan lebih lanjut juga dapat dilakukan dalam rentang panjang gelombang sinar-X,”tambah peneliti Kinwa Wu.
NIKOLAY KHIZHNYAK
