Они нашли практический способ проверить одно из самых смелых предсказаний в науке — эффект Швингера. Это явление предполагает рождение частиц из абсолютной пустоты под действием колоссального электрического поля.
Теоретическое обоснование эффекта появилось еще в 1951 году, но его практическое подтверждение оставалось недостижимым на протяжении семидесяти лет. Проблема заключалась в необходимости создания невероятно мощных полей, которые в природе встречаются лишь near нейтронных звезд. На Земле такие условия воспроизвести невозможно.
Исследователи нашли оригинальное решение. Они отказались от попыток создать неподвластные человеку условия и обратились к сверхтекучему гелию. Это вещество при экстремально низких температурах теряет трение и становится идеальной жидкостью. Ученые создали сверхтонкую пленку из этого материала.
В контролируемой среде сверхтекучего гелия произошло неожиданное. Вместо субатомных частиц в жидкости самопроизвольно начали появляться пары вихрей, закручивающихся в противоположных направлениях. Авторы работы заявили, что это прямое аналогичное проявление эффекта Швингера — рождение материи из ничего.
Физик Филип Стэмп, участвующий в проекте, поясняет, что сверхтекучий гелий представляет собой уникальную лабораторию для изучения квантовых процессов. В таких условиях становятся доступны эксперименты, которые ранее были невозможны.
Открытие имеет двойную научную ценность. Оно не только приближает понимание фундаментальных законов Вселенной, но и раскрывает новые свойства сверхтекучих жидкостей. Эксперимент показал, что масса вихрей в гелии непостоянна и изменяется при движении, что опровергает прежние научные представления.
Это фундаментальное достижение может серьезно повлиять на многие разделы физики и химии, особенно на исследования в области квантового туннелирования. Ученые по всему миру годами искали аналоги эффекта Швингера в других системах, включая графен и сверхпроводники. Новый метод со сверхтекучим гелием может стать самым наглядным и перспективным путем для окончательной проверки теории.
