¿Cuáles son las propiedades del vacío, la nada absoluta? Hasta ahora, los físicos han asumido que es imposible acceder directamente a las características del estado fundamental del espacio vacío. Ahora, un equipo de físicos dirigido por el Prof. Alfred Leitenstorfer enla Universidad de Konstanz Alemania ha logrado hacer exactamente eso: demostraron una primera observación directa de las llamadas fluctuaciones de vacío mediante el uso de pulsos de luz cortos y empleando técnicas de medición óptica de alta precisión. La duración de sus pulsos de luz se asegurómenos de medio ciclo de luz en el rango espectral investigado. Según la física cuántica, estas oscilaciones existen incluso en la oscuridad total, cuando la intensidad de la luz y las ondas de radio desaparecen por completo. Estos hallazgos son de importancia fundamental para el desarrollo de la física cuántica yserá publicado en la revista ciencia ; una versión avanzada en línea apareció el 1 de octubre de 2015.
La existencia de fluctuaciones de vacío ya es conocida por la teoría como se desprende del principio de incertidumbre de Heisenberg, uno de los principales pilares de la física cuántica. Este principio dicta que los campos eléctricos y magnéticos nunca pueden desaparecer simultáneamente. Como consecuencia, incluso la oscuridad total eslleno de fluctuaciones finitas del campo electromagnético, que representa el estado cuántico fundamental de la luz y las ondas de radio. Sin embargo, hasta ahora la prueba experimental directa de este fenómeno básico se ha considerado imposible. En cambio, generalmente se supone que las fluctuaciones de vacío se manifiestan solo en la naturalezaindirectamente: desde la emisión espontánea de luz por átomos excitados, por ejemplo, en un tubo fluorescente hasta las influencias en la estructura del universo durante el Big Bang: estos son solo algunos de los casos que resaltan el papel omnipresente que juega el concepto de fluctuaciones de vacío en el físico moderno.descripción del mundo.
Una configuración experimental para medir campos eléctricos con una resolución y sensibilidad temporales extremadamente altas ahora ha permitido detectar directamente las fluctuaciones de vacío, a pesar de todas las suposiciones contrarias. Las tecnologías ópticas líderes en el mundo y los sistemas de láser de pulso ultracorto de extrema estabilidad proporcionan el conocimiento.necesario para este estudio. El equipo de investigación de la Universidad de Konstanz desarrolló estas tecnologías internamente y también una descripción exacta de los resultados basada en la teoría cuántica de campos. La precisión temporal lograda en su experimento está en el rango de femtosegundos - una millonésima parte demil millonésimas de segundo. La sensibilidad está limitada solo por los principios de la física cuántica. "Esta precisión extrema nos ha permitido ver por primera vez que estamos continuamente rodeados por los campos de fluctuaciones electromagnéticas de vacío", resume Alfred Leitenstorfer.
"Lo que es científicamente sorprendente y especialmente interesante en nuestras mediciones es que obtenemos acceso directo al estado fundamental de un sistema cuántico sin cambiarlo, por ejemplo, por amplificación a una intensidad finita", explica Leitenstorfer. Los resultados de la investigación lo sorprendieronél mismo: "Hemos tenido algunos años de noches de insomnio a veces, todas las posibilidades de señales potencialmente interferentes tuvieron que ser excluidas", sonríe el físico. "En general, descubrimos que nuestro acceso a escalas de tiempo elementales, más cortas que la oscilaciónEl período de las ondas de luz que investigamos es la clave para comprender las sorprendentes posibilidades que abre nuestro experimento ".
El Consejo Europeo de Investigación apoya este proyecto con un "ERC Advanced Grant"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Constanza . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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