Beraz, hutsune horrek hutsune izateari uzten dio
Hutsean gauza asko gertatzen diren lekua da, ikusi ez arren. Hala ere, hainbeste energia behar da zer zehazki jakiteko, duela gutxi arte ezinezkoa zirudien zientzialariek partikula birtualen mundua aztertzea. Batzuk halako egoera batean gelditzen direnean, ezinezkoa zaie besteei saiatzera animatzea.
Teoria kuantikoaren arabera, espazio hutsa izatearen eta ez-izatearen artean pultsatzen duten partikula birtualez beteta dago. Erabat detektaezinak dira, haiek aurkitzeko zerbait indartsua izan ezean.
"Normalean, jendeak hutsari buruz hitz egiten duenean, guztiz hutsik dagoen zerbait esan nahi du", esan zuen Mattias Marklund Göteborg (Suedia) Chalmers University of Technology-ko fisikari teorikoak NewScientist aldizkariaren urtarrileko zenbakian.
Ematen du laserrak erakutsi dezakeela ez dagoela hain hutsik.
Elektroia zentzu estatistikoan
Partikula birtualak eremu kuantikoen teorietan kontzeptu matematiko bat dira. Interakzioen bidez euren presentzia adierazten duten partikula fisikoak dira, baina masaren oskolaren printzipioa urratzen dute.
Richard Feynmanen lanetan partikula birtualak agertzen dira. Bere teoriaren arabera, partikula fisiko bakoitza partikula birtualen konglomeratua da hain zuzen. Elektroi fisiko bat, benetan, fotoi birtualak igortzen dituen elektroi birtual bat da, elektroi-positroi bikote birtualetan desintegratzen direnak, eta, aldi berean, fotoi birtualekin elkarreragiten dute, eta abar etengabe. Elektroi "fisikoa" elektroi birtualen, positroien, fotoien eta agian beste partikulen arteko elkarrekintza prozesu bat da. Elektroi baten "errealitatea" kontzeptu estatistikoa da. Ezin da esan multzo honen zein zati den benetan benetakoa. Jakina da partikula horien guztien kargen baturak elektroiaren karga eragiten duela (hau da, besterik gabe, positroi birtualak dauden baino elektroi birtual bat gehiago egon behar dela) eta masen batuketak. partikula guztiek elektroiaren masa sortzen dute.
Elektroi-positroi bikoteak hutsean sortzen dira. Positiboki kargatutako edozein partikulak, adibidez protoi batek, elektroi birtual horiek erakarriko ditu eta positroiak uxatzen ditu (fotoi birtualen laguntzaz). Fenomeno honi hutseko polarizazioa deitzen zaio. Protoi batek biratzen dituen elektroi-positroi bikoteak
dipolo txikiak osatzen dituzte, protoiaren eremua beren eremu elektrikoarekin aldatzen dutenak. Neurtzen dugun protoiaren karga elektrikoa, beraz, ez da protoiarena bera, sistema osoarena baizik, bikote birtualak barne.
Laser bat hutsean sartu
Partikula birtualak existitzen direla uste dugun arrazoia elektrodinamika kuantikoaren (QED) oinarrietara doa, fotoiek elektroiekin duten elkarrekintza azaltzen saiatzen den fisikaren adar bat. 30eko hamarkadan teoria hau garatu zenetik, matematikoki beharrezkoak diren baina ikusi, entzun edo sentitu ezin diren partikulen arazoari nola aurre egin galdetzen ari dira fisikariak.
QED-k erakusten du teorikoki, eremu elektriko nahiko indartsua sortzen badugu, orduan batera doazen elektroi birtualek (edo elektroi deitzen den konglomeratu estatistikoa osatzen duten) haien presentzia agerian utziko dutela eta detektatzeko aukera izango dela. Horretarako behar den energiak Schwinger muga izenez ezagutzen den mugara iritsi eta gainditu behar du, eta hortik haratago, figuraz adierazten den moduan, hutsak bere propietate klasikoak galtzen ditu eta “hutsik” izateari uzten dio. Zergatik ez da hain erraza? Suposizioen arabera, behar den energia-kopurua munduko zentral guztiek ekoitzitako energia osoa bezain bestekoa izan behar da, beste mila milioi aldiz.
Gauzak gure esku ez dagoela dirudi. Bihurtzen denez, ordea, ez da zertan iazko Nobel saridun Gérard Mourou eta Donna Stricklandek 80ko hamarkadan garatu duten pultsu optiko ultralaburrak eta intentsitate handikoen laser teknika erabiltzen bada. Mourou-k berak argi eta garbi esan zuen laser-supershot hauetan lortutako giga-, tera- eta are petawatt-ahalmenek hutsunea hausteko aukera sortzen dutela. Bere kontzeptuak Extreme Light Infrastructure (ELI) proiektuan jaso ziren, Europako funtsek lagunduta eta Errumanian garatua. Bukarestetik gertu 10 petawatt-eko bi laser daude, zientzialariek Schwinger muga gainditzeko erabili nahi dituztenak.
Hala ere, energiaren mugak haustea posible bada ere, emaitza -eta azkenean fisikarien begietara agertuko dena- oso zalantzazkoa izaten jarraitzen du. Partikula birtualen kasuan, ikerketa-metodologia huts egiten hasten da, eta kalkuluek jada ez dute zentzurik. Kalkulu sinple batek ere erakusten du bi ELI laserek energia gutxiegi sortzen dutela. Nahiz eta lau sorta konbinatu behar baino 10 aldiz gutxiago dira oraindik. Hala ere, zientzialariek ez dute hori gomendatzen, muga magiko hori ez dutelako muga zorrotz bat, pixkanakako aldaketa eremu bat baizik. Beraz, efektu birtual batzuk espero dituzte energia dosi txikiagoekin ere.
Ikertzaileek hainbat ideia dituzte laser izpiak indartzeko. Horietako bat argiaren abiaduran bidaiatzen duten ispilu islatzaile eta anplifikatzaileen kontzeptu exotiko samarra da. Beste ideia batzuen artean, izpiak fotoi-izpiak elektroi-izpiekin talka eginez edo laser izpiak talka egiteaz gain, Shanghaiko Txinako Station of Extreme Light ikerketa zentroko zientzialariek egiteko prest omen daude. Fotoi edo elektroien talkatzaile handi bat behatzea merezi duen kontzeptu berri eta interesgarria da.
