“Virtuální částice” se mohou stát reálnými fotony – při správných podmínkách
Václav Dostál
Vybrané pasáže z článku “Něco z ničeho? Vakuum může vytvářet záblesky světla” připravil Václav Dostál, překlad Jakob Haver – 09/2018. Vyšlo na www.scientificamerican.com Citace z článku jsou značeny kurzívou.
Úvod
Velmi často se světlo považuje jako vyzařované z nějakého zdroje, tedy jako druhotné. Tato úvaha předpokládá, že bez světelného zdroje nemůže světlo existovat. Pod pojmem „světlo“ se také mnohdy rozumí celé elektromagnetické (EM) spektrum, takže pojem „světlo“ je synonymem pojmu „EM záření.“ V následující kapitolce se pak píše o „mikrovlnném světlu“ místo o „mikrovlnném záření.“
Ukazuje se, že nutnost existence (světelného) zdroje pro existenci světla není opodstatněná. EM záření, a že tedy i viditelné světlo nebo mikrovlnné „světlo“ nutně zdroj nevyžaduje, může vznikat z vakua! Vakuum, přesněji kvantové vakuum, může – za určitých podmínek – vytvářet světlo! Jinak řečeno, modifikací či modulací vakua získáme EM záření.
Jestliže je experimentálně dokázáno, že světlo může vzniknout z vakua a že tedy nemusí existovat žádný světlený zdroj, potom tvrzení, že v právě „vznikajícím“ vesmíru nejprve existovalo světlo a potom, o něco později existovaly hvězdy, z hlediska uvedených experimentů, obecně z hlediska fyziky, nelze racionálně odmítnout. Takové tvrzení o prioritě světla před hvězdami se nachází na začátku Bible, v 1. kapitole Genesis. Nachází se tam prokazatelně už asi tři tisíce let! Podle zákona zachování energie nemohlo to světlo vzniknout samo od sebe, ale muselo být použito tvůrčího postupu – podobně jak to bylo použito právě v níže popisovaných experimentech: Bez inteligentního působení by žádné světlo z vakua samo od sebe nevzniklo.
Něco z ničeho? Vakuum může vytvářet záblesky světla
-
Obr. 1.: Statický Casimirův jev. Jedna z možností jeho znázornění. (Převzato ze zdrojového článku)
Vakuum se může jevit jako prázdný prostor, ale vědci objevili nový způsob, jak podle všeho získat něco, konkrétně světlo, z prázdnoty.
- … vakuum není nikdy zcela prázdné, ale naopak se hemží tzv. „virtuálními částicemi,“ které při svém vzniku a zániku neustále blikají.
- Tyto virtuální částice se často [míněno „rychle“ a současně „ve velkém množství“] objevují v párech, které se téměř okamžitě vzájemně zruší. Přesto, než zmizí [míněno „zanoří se do vakua“] mohou mít velmi reálné účinky na své okolí. Např. se z vakua mohou náhle zjevovat a mizet fotony – záblesky světla. Když ve vakuu čelně umístíme dvě zrcadla [desky, vizte obr. 1.], může existovat [nejen, že může, ale opravdu existuje] vně zrcadel více virtuálních částic než mezi nimi [na tom obrázku znázorněno většími „vejci“ vně desek než mezi deskami], což generuje zdánlivě záhadnou sílu, která tlačí zrcadla [obecně: tělesa] k sobě.
Ejhle, zde (i jinde) místo „virtuálních částic“ vakua – jimiž se obvykle míní páry elektronů + pozitronů – je použito termínu „virtuální fotony“! Toto použití má dalekosáhlé důsledky, z nichž nejdůležitější je ztotožnění elektromagnetické podstaty částic světla s podstatou částic látky, která je tedy rovněž elektromagnetická.
- Lähteenmäki říká, že si tento systém můžeme nejlépe představit jako zrcadlo a jestliže se jeho tloušťka mění dostatečně rychle, virtuální fotony odrážející se od něho mohou tímto odrazem získat dostatek energie ke změně na reálné fotony. „Představte si, že stojíte ve velmi temném pokoji a náhle se v něm změní index lomu světla,“ říká Lähteenmäki. „Pokoj se rozzáří.
Přirovnání vakua mezi deskami k „zrcadlu“ s proměnnou tloušťkou, při použití termínu „zrcadla“ pro ony desky, je matoucí. Virtuální fotony – mezi deskami – se (částečně) odrážejí od desek a z toho pak vyplývá pro ty desky název „zrcadla.“ Jestliže však vakuum mezi deskami přirovnáme rovněž k zrcadlu, pak tím laikům nic nevysvětlíme, naopak je popleteme.
- Badatelé začali se sadou 250 supravodivých kvantově interferenčních prvků – [el.] obvodů, které jsou mimořádně citlivé na magnetické pole. Sadu vložili do chladícího zařízení. Opatrným působením magnetického pole na tuto sadu mohli měnit rychlost prolétajících mikrovlnných fotonů o několik procent.
- „Jednoduše jsme studovali tyto obvody za účelem vývoje zesilovače, který jsme udělali,“ říká badatel Sorin Paraoanu, teoretický fyzik z Univerzity Aalto. „Ale pak jsme se sami sebe ptali – co když neexistuje žádný signál k zesilování? Co se děje, pokud tím signálem je vakuum?“
Jestliže budeme pokládat vakuum za základní vlnění, pak tato základní entita splňuje „požadavek“ přenosového signálu, na němž je všechno – látka i pole, hmota i energie – namodulováno.
- „Tato práce a četné jiné současné práce ukazují, že vakuum není prázdnota, ale je plné virtuálních fotonů,“ říká teoretický fyzik Steven Girvin z Univerzity Yale, který se nepodílel na studii Aalto.
Obr. 2. : Casimirův jev u kuličky a desky (pod kuličkou)
„Vakuum“ neboli základní fyzikální entita je podle našeho námětu nové teorie nejen zaplněno, ale tvořeno základními fotony, nazvanými „kosmony.“ Podobné tvrzení vyslovuje C. Wetterich, profesor z Heidelbergu.
- Badatelé varují, že takové experimenty nepředstavují magický způsob, jak na výstupu ze systému získat víc energie než jí bylo na vstupu.
„Kouzlo“ je v tom, že můžeme získat energii z vakua a vakuum bylo dlouho pokládáno za „nic“, za „prázdnotu“ či „prázdný prostor.“ Nezískali bychom ovšem energii z ničeho, nýbrž z entity, která obsahuje obrovskou energii.
- Takže statický Casimirův jev obsahuje zrcadla ve stabilní poloze [desky či desku + kouli – viz obr. 2.]; dynamický Casimirův jev může například obsahovat zrcadla, která se pohybují [kmitají].
Více viz vaclavdostal.8u.cz/neco_a_nic nebo Kniha o vakuu.