從空的空間中拽出光

只要你的運(yùn)動(dòng)速度趨近于光速，就能無(wú)中生有。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了一個(gè)已存在41年之久的預(yù)言：如何從空的空間（empty space）中拽出能量和產(chǎn)生光。

此現(xiàn)象基于早已建立的事實(shí)：空的空間并不真是空空如也的，而是存在著忽生忽滅的粒子。量子力學(xué)定律也是這么認(rèn)為的：即使是真空（vacuum）也會(huì)顯示出能量的微小起伏，這些起伏以成對(duì)的短壽命粒子表現(xiàn)出來(lái)。

這些“虛”粒子，通常是光子的存在，早在1948年便由標(biāo)準(zhǔn)的卡什米爾效應(yīng)（casimir effect）的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。該效應(yīng)是：兩個(gè)靠得極近的平行鏡面會(huì)感受到相互拽近。這是因?yàn)閮社R面間的狹小空間限制了能出現(xiàn)在此區(qū)域內(nèi)的虛光子個(gè)數(shù)，而在此狹隘空隙之外有更多的光子，外部光子作用于兩鏡背面的輻射壓力大于兩鏡間的壓力，從而將兩平行鏡面推近。

現(xiàn)在，瑞典查麥茲技術(shù)大學(xué)的Chris Wilson和他的同事們?cè)谏鲜鰧?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步。他們?cè)谝槐环Q做“動(dòng)力學(xué)的卡什米爾效應(yīng)”中從真空中拉拽出光子。Wilson說(shuō)，“這是一項(xiàng)難度很大的技術(shù)實(shí)驗(yàn)，但在實(shí)施時(shí)我們感受到樂(lè)趣”。

此效應(yīng)只需一塊金屬鏡面，但該鏡面一定要以接近于光速穿行在空的空間之虛光子的海洋中。因?yàn)殓R面是一導(dǎo)體，光子是一電磁粒子，故會(huì)吸收其部分動(dòng)能，然后以產(chǎn)生“真實(shí)光子對(duì)”來(lái)輻射此額外的能量。

顯然，鏡面以接近于光速移動(dòng)是不現(xiàn)實(shí)的。因此，研究人員用帶有一振蕩器的超導(dǎo)電路，該振蕩器迅速地改變一電子必定要經(jīng)越電路的距離。電子的遷移由電路的電場(chǎng)降為零時(shí)的位置所決定。為了控制電路的特征，小組用一超導(dǎo)量子干涉裝置（SQUID）來(lái)迅速改變從電子到場(chǎng)強(qiáng)為零的位置之距離，使電子顯得以光速的1／4速度運(yùn)動(dòng)。這樣的速度已足夠讓電路發(fā)射出真實(shí)的光子了。Wilson說(shuō)，“粒子成對(duì)地產(chǎn)生，它們確實(shí)來(lái)自真空”。

美國(guó)洛斯·阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家Diego Dalvit說(shuō)，“該實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)重要的突破。虛光子的能量是宇宙學(xué)家們對(duì)于導(dǎo)致宇宙加速膨脹的暗能量身后之物的最好的猜想，此實(shí)驗(yàn)將開(kāi)啟對(duì)于進(jìn)行桌面宇宙實(shí)驗(yàn)的可行性”。