Allora chì u vacu cessà di esse vacu
Un vacuum hè un locu induve, ancu s'ellu ùn si vede micca, succede assai. Tuttavia, per sapè esattamente ciò chì ci vole hè tanta energia chì finu à pocu tempu pareva impussibile à i scientisti di guardà in u mondu di particeddi virtuali. Quandu certi pirsuni si fermanu in una tale situazione, hè impussibile per l'altri di incuraghjenu à pruvà.
Sicondu a teoria quantistica, u spaziu viotu hè pienu di particeddi virtuali chì pulsate trà l'essere è u non-essere. Sò ancu completamente indetectable - salvu chì avemu avutu qualcosa putente per truvà.
"Di solitu, quandu a ghjente parla di un vacuum, significa qualcosa chì hè cumplettamente viotu", hà dettu u fisicu teoricu Mattias Marklund di l'Università di Tecnulugia Chalmers in Göteborg, Svezia, in u numeru di ghjennaghju di NewScientist.
Ci hè chì u laser pò dimustrà chì ùn hè micca cusì viotu.
Electron in un sensu statisticu
I particeddi virtuali sò un cuncettu matematicu in e teorie di u campu quantisticu. Sò particeddi fisichi chì manifestanu a so prisenza per interazzione, ma violanu u principiu di a cunchiglia di a massa.
Particelle virtuali appariscenu in l'opere di Richard Feynman. Sicondu a so tiuria, ogni particella fisica hè in fattu un cunglomeratu di particelle virtuali. Un elettrone fisicu hè in realtà un elettrone virtuale chì emette fotoni virtuali, chì decadenu in coppie elettroni-positroni virtuali, chì à u turnu interagiscenu cù fotoni virtuali - è cusì senza fine. L'elettrone "fisicu" hè un prucessu continuu di interazzione trà elettroni virtuali, positroni, fotoni, è possibbilmente altre particelle. A "realtà" di un elettroni hè un cuncettu statisticu. Hè impussibile di dì quale parte di questu settore hè veramente reale. Hè cunnisciutu solu chì a somma di i carichi di tutti sti particeddi risultati in a carica di l'elettrone (vale à dì, per esse simpliciamente, ci deve esse un elettroni virtuale di più cà positroni virtuale) è chì a somma di e massi di l'elettroni. tutte e particeddi creanu a massa di l'elettrone.
E coppie elettroni-positroni sò furmati in u vacuum. Qualchese particella carica positivamente, per esempiu un protone, attraerà questi elettroni virtuali è repellenu i positroni (cù l'aiutu di i fotoni virtuali). Stu fenominu hè chjamatu polarizazione di vacuum. Coppie elettroni-positroni rotati da un protone
formanu picculi dipoli chì cambianu u campu di u prutone cù u so campu elettricu. A carica elettrica di u protone chì misuremu ùn hè dunque micca quella di u protone stessu, ma di tuttu u sistema, cumprese i coppie virtuali.
Un laser in un vacuum
U mutivu chì crede chì e particelle virtuali esistenu torna à i fundamenti di l'elettrodinamica quantistica (QED), un ramu di a fisica chì prova di spiegà l'interazzione di i fotoni cù l'elettroni. Siccomu sta tiurìa hè stata sviluppata in l'anni 30, i fisici anu dumandatu cumu si tratta di u prublema di particeddi chì sò matematicamente necessarii, ma ùn ponu esse vistu, intesu o sentitu.
U QED mostra chì, teoricamente, se creamu un campu elettricu abbastanza forte, allora l'elettroni virtuali accumpagnati (o chì custituiscenu un cunglomeratu statisticu chjamatu elettroni) palesaranu a so prisenza è serà pussibule di detect. L'energia necessaria per questu deve ghjunghje è superà u limitu cunnisciutu cum'è u limitu di Schwinger, oltre chì, cum'è spressione figurativamente, u vacuum perde e so proprietà classiche è cessà di esse "viu". Perchè ùn hè micca cusì simplice? Sicondu l'ipotesi, a quantità necessaria di energia deve esse quant'è l'energia tutale prodotta da tutte e centrali in u mondu - un altru miliardi di volte.
A cosa pare fora di a nostra portata. Comu si vede, però, micca necessariamente s'ellu si usa a tecnica laser di impulsi ottichi ultra-corti, d'alta intensità, sviluppata in l'anni 80 da i vincitori di u Premiu Nobel l'annu passatu, Gérard Mourou è Donna Strickland. Mourou stessu hà dettu apertamente chì i puteri giga-, tera-, è ancu petawatt ottenuti in questi supershots laser creanu l'uppurtunità di rompe u vacuum. I so cuncetti sò stati incarnati in u prugettu Extreme Light Infrastructure (ELI), sustinutu da i fondi europei è sviluppatu in Romania. Ci sò dui laser di 10 petawatt vicinu à Bucarest chì i scientisti volenu aduprà per superà u limitu di Schwinger.
Tuttavia, ancu s'è riescimu à rompe e limitazioni energetiche, u risultatu - è ciò chì eventualmente appariscerà à l'ochji di i fisici - ferma assai incerta. In u casu di particeddi virtuale, a metodulugia di ricerca cumencia à fallu, è i calculi ùn anu più sensu. Un calculu simplice mostra ancu chì i dui laser ELI generanu troppu pocu energia. Ancu quattru bundle cumminati sò sempre 10 volte menu di ciò chì hè necessariu. In ogni casu, i scientisti ùn sò micca scuraggiati da questu, perchè cunsidereghjanu stu limitu magicu micca una fruntiera puntuale, ma una zona graduali di cambiamentu. Allora speranu per alcuni effetti virtuali ancu cù dosi più chjuche di energia.
I ricercatori anu parechje idee nantu à cumu rinfurzà i raggi laser. Unu di elli hè u cuncettu piuttostu esoticu di specchi riflettenti è amplificatori chì viaghjanu à a velocità di a luce. L'altri idee includenu l'amplificazione di i fascii colliding beams di fotoni cù fasci di l'elettroni, o colliding beams laser, chì i scientisti in u centru di ricerca Chinese Station of Extreme Light in Shanghai si dicenu chì vulianu realizà. Un grande collider di fotoni o elettroni hè un cuncettu novu è interessante chì vale a pena osservà.
