Zvětšit obrázek

Rej virtuálních částic. Kredit: Meeblax, Flickr.

Gerd Leuchs. Kredit: Max Planck Institute.

Kvantová fyzika vnímá svět jako nesmírně napínavé místo, kde selhává naše každodenní zkušenost. Věci nejsou takové, jak na první pohled vypadají. Například vakuum, prázdný prostor, podle kvantové teorie vlastně není tak prázdné, jak by se snad zdálo. Z Heisenbergova principu neurčitosti vyplývá, že vakuum vlastně hýří aktivitou. Například se v něm neustále objevují a zase mizí páry virtuálních částic a antičástic, které se sice v mnoha směrech chovají jako reálné částice, ale existují pouze v omezeném čase a prostoru. Mají na svědomí tak pozoruhodné záležitosti, jako je legendární Casimirův jev.

V časopisu European Physical Journal D se nedávno objevily dvě publikace, které si zajímavým způsobem pohrávají s rychlostí světla právě v souvislosti s vakuem. V první z nich se Marcel Urban z University of Paris-Sud ve francouzském Orsay a jeho kolegové dopracovali k výsledkům ohledně magnetizace a polarizace vakua, které naznačují, že v jednotce objemu vakua existuje jenom limitovaný počet virtuálních částic. V takovém případě je ovšem teoreticky možné, že rychlost světla vlastně není fixovaná, jak předpokládá klasická fyzika. Mohla by se nepatrně měnit v důsledku změn vlastností vakua, a to nezávisle na energii jednotlivých světelných kvant. Rozsah těchto změn autoři odhadují na zhruba 50 attosekund na čtvereční metr vakua, který prochází dotyčný foton. Zní to dramaticky, ale prý by takové změny bylo možné otestovat novými ultrarychlými lasery.

Zvětšit obrázek

Casimirův jev. Kredit: Emok, Wikimedia Commons.

Zvětšit obrázek

Vakuum. Zdání klame. Kredit: Hannes Grobe, Wikimedia Commons.

V druhé publikaci Gerd Leuchs a Luis Sánchez-Soto z Max Planck Institute for the Physics of Light v německém Erlangenu modelovali virtuální páry nabitých částic jako elektrické dipóly, odpovědné za polarizaci vakua. Nakonec došli k závěru, že impedance vakua, která souvisí s intenzitou elektrického a magnetického pole elektromagnetické vlny procházející vakuem a která je zásadní pro určení rychlosti světla, závisí pouze na sumě čtverců elektrických nábojů částic, ale ne na jejich hmotnostech. Pokud jsou jejich úvahy správné, tak by rychlost světla a hodnota impedance vakua dohromady poskytovaly údaj o celkovém počtu všech nabitých elementárních částic, které v přírodě existují.

Literatura

European Physical Journal D 67: 57–58, Wikipedia (Vacuum).