一种 80 多年前预测的奇怪量子现象最终可能在自然界中被观察到。
1930 年，物理学家 维尔纳·海森堡 和汉斯·海因里希·欧拉预测，非常强大的磁场可以改变真空中光波的极性（其中极性是指光的电场和磁场的方向）。这种效应被称为“真空双折射”，经典物理学并没有预测到。
现在，使用欧洲南方天文台 (ESO) 的甚大望远镜 (VLT) 的科学家表示，他们可能已经在来自中子星的光中观察到了这种效应——中子星是一种具有非常强磁场的天体。[视频：中子星真空双折射的证据]
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中子星 是宇宙中最致密的天体——根据 NASA 的数据，一汤匙中子星物质在地球上的重量约为 10 亿吨（9 亿公吨）。像太阳这样的“普通”恒星是由其核心的炽热引擎膨胀起来的。但是，当引擎熄灭时，构成恒星的物质可能会坍缩到一个小得多的区域并形成中子星。[中子星是如何工作的（信息图）]
新的研究使用了对中子星 RX J1856.5-3754 的观测，根据 ESO 的一份声明，该中子星距离地球约 400 光年。尽管它是已知离地球最近的中子星之一，但它非常微弱，只有使用 FORS2 VLT 上的仪器 才能观察到它的可见光，根据声明，这“处于当前望远镜技术的极限”。
研究合著者、意大利帕多瓦大学的科学家罗伯托·图罗拉在声明中说，真空双折射“只能在非常强大的磁场中检测到，例如中子星周围的磁场”。
ESO 官员在声明中说，使用 FORS2 仪器探测到的光显示出“显著程度”的线性偏振（“约 16%”），这“很可能是由于真空双折射在 [中子星] 周围的空旷空间区域发生的增强效应”。
在经典物理学中，真空是完全空旷的，但在 量子物理学 中，存在“虚粒子”，它们在太空真空中不断出现和消失。海森堡和欧拉使用一种称为量子电动力学 (QED) 的理论来展示真空的量子特性如何影响光波。
“除非包含 QED 预测的真空双折射效应，否则我们使用 VLT 测量的如此高的线性偏振无法轻易用我们的模型来解释，”研究主要作者、意大利国家天体物理研究所和波兰绿山城大学的科学家罗伯托·米尼亚尼说。
米尼亚尼说：“根据 QED，高度磁化的真空就像光传播的棱镜。”（实际的棱镜会弯曲光线，使其扇形散开并显示其各种波长或颜色，这就是棱镜如何从阳光中产生彩虹的原因。）
作者补充说，更灵敏的下一代望远镜可能具有足够的灵敏度来进行更多测量，以检验真空双折射理论。他们说，未来的观测还应该寻找不同波长的光（例如 X 射线）中的偏振。
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