Учените доказаха появата на частици „от нищото“ с помощта на течен хелий

Изследователски екип от Университета на Британска Колумбия (UBC) за първи път получи експериментални доказателства за ефекта на Швингер, теоретично предсказан през 1951 г. Според теорията на американския физик Джулиан Швингер частици могат спонтанно да се появяват от вакуума в силно електрическо поле. Досега това явление оставаше недоказано поради техническата невъзможност да се създаде необходимата сила на полето.

Физиците Филип Стамп и Майкъл Дерохер разработиха алтернативен подход, като вместо вакуум използваха свръхтечен хелий-4. Когато се охлади до свръхниски температури, хелий-4 навлиза в състояние без триене, в което спонтанно се образуват вихри и контравихри, въртящи се в противоположни посоки. Тези вихрови структури са аналогични на двойките частици, възникващи при ефекта на Швингер.

В хода на изследването учените не само създадоха теоретичен модел, но и разработиха математически апарат за провеждане на експерименти. Ключовото откритие е констатацията, че масата на вихрите се променя значително вследствие на тяхното движение, което противоречи на възприетите по-рано идеи за постоянството на тази величина.

Резултатите от изследването, публикувани в списание Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), откриват нови перспективи за разбирането на квантовия вакуум, процесите в близост до черните дупки и дори произхода на Вселената. Самите изследователи обаче подчертават, че най-голямата стойност на тяхната работа е в изучаването на свойствата на свръхфлуидите и фундаменталните квантови ефекти.

Според Щамп в дългосрочен план това откритие може да доведе до преразглеждане на самата теория на Швингер, създавайки един вид „аналогово връщане назад“ от експерименталните данни към теоретичните основи.