（原文標(biāo)題：中子星觀測證明科學(xué)家80年前預(yù)言的量子效應(yīng)）
科學(xué)家在觀測中子星時(shí)，又找到了一個(gè)證明“真空不空”的有力證據(jù)。
【圖注】具有強(qiáng)磁場的中子星會(huì)發(fā)射出偏振光，這表明其周圍的真空中發(fā)生了“真空雙折射”的量子效應(yīng)。圖片來源：ESO, L. Calçada
研究者可能終于在自然界中發(fā)現(xiàn)了80多年前物理學(xué)家預(yù)言的一個(gè)奇異量子現(xiàn)象。
1930年，物理學(xué)家Werner Heisenberg和Hans Heinrich Euler預(yù)言，非常強(qiáng)的磁場能改變真空中光的偏振現(xiàn)象（即改變光的電場和磁場方向）。他們將這種效應(yīng)稱之為“真空雙折射”，而這個(gè)結(jié)論并非是基于經(jīng)典物理學(xué)得到的。
近日，科學(xué)家宣稱，他們借助歐洲南方天文臺(tái)（ESO）甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）觀測到一顆中子星的光具有“真空雙折射”效應(yīng)，而且這個(gè)中子星具備強(qiáng)磁場屬性。
中子星是宇宙中最致密的天體，以它當(dāng)原材料做的勺子在地球上將重達(dá)9億噸。一顆“常規(guī)”的恒星，比如太陽，其核心就像發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，提供能量把恒星支撐起來。但是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火之后，構(gòu)成恒星的物質(zhì)可能會(huì)坍縮到非常小，形成中子星。
根據(jù)ESO的聲明，這項(xiàng)新研究的觀測對(duì)象是距地球約400光年的中子星RX J1856.5-3754。盡管它是已知的距地球最近的中子星之一，但它還是非常暗弱，它的可見光波段只能由VLT上的2號(hào)縮焦器低色散分光儀（FORS2）探測到，這是“當(dāng)前望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的極限”。
意大利帕多瓦大學(xué)的科學(xué)家，該研究的合作者之一Roberto Turolla在聲明中還說，真空雙折射“只能在存在強(qiáng)磁場的情況下觀測到，比如中子星周圍”。
聲明還指出，FORS2探測到的光呈現(xiàn)“顯著”的線性偏振（“大約16%”），它很可能是中子星周圍發(fā)生了真空雙折射的增強(qiáng)效應(yīng)所造成的。
在經(jīng)典物理學(xué)中，真空是完全空的，而在量子力學(xué)中，有一種“虛粒子”能在真空中不斷出現(xiàn)和消失。Heisenberg和Euler使用量子電動(dòng)力學(xué)（QED）理論來揭示真空中的量子特性如何影響光波。
意大利國家天體物理研究所、波蘭綠山大學(xué)科學(xué)家，也是研究的第一作者Roberto Mignani說：“我們的模型結(jié)果說明，VLT測得的高線性偏振很可能是由于QED預(yù)測的雙折射效應(yīng)導(dǎo)致的。”
Mignani說：“根據(jù)QED理論，真空中的強(qiáng)磁場會(huì)像棱鏡一樣改變光路。”（光經(jīng)過一個(gè)真的棱鏡會(huì)發(fā)生偏折，并會(huì)顯示出不同波長、或者說是不同顏色的光，這也就是陽光經(jīng)過棱鏡會(huì)產(chǎn)生彩虹的原因。）
研究者指出，更靈敏的新一代望遠(yuǎn)鏡將更好地進(jìn)行觀測，從而驗(yàn)證真空雙折射理論。未來他們還將觀測其他波段的偏振現(xiàn)象，比如倫琴射線。
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