真空雙折射是一個古怪的量子現(xiàn)象，到目前為止它只在原子級層面被觀察到過。這種現(xiàn)象僅產(chǎn)生于中子星被非常強(qiáng)烈的磁場包圍的情況下，此時它周圍會產(chǎn)生出一片特殊的區(qū)域，在這片區(qū)域中物質(zhì)會隨機(jī)出現(xiàn)消失。

在1930年代，物理學(xué)家Werner Heisenberg和Hans Heinrich Euler在推導(dǎo)量子電動力學(xué)（QED）時，預(yù)測了光在強(qiáng)磁場下的真空中傳播時的偏振現(xiàn)象。而QED是一種描述了光和物質(zhì)如何相互作用的理論。

現(xiàn)在，這個奇怪的量子效應(yīng)第一次被來自意大利國家天體物理研究所（INAF）和波蘭綠山城大學(xué)（University of Zielona Gora）的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)。

在歐洲南方天文臺（ESO）的甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）幫助下，Roberto MIgnani領(lǐng)導(dǎo)的一支研究團(tuán)隊觀察了一顆距離地球400光年的中子星RXJ1856.5-375。

這顆中子星很暗，但它卻有我們太陽10倍的質(zhì)量。正因為如此，它產(chǎn)生的極強(qiáng)磁場會穿透其表面和周遭空間。

真空本該空無一物（至少愛因斯坦和牛頓都這么說），光可以不受限地穿越真空而不會改變。根據(jù)QED理論，太空中充滿了不斷出現(xiàn)又消失的虛擬粒子。就像中子星周圍的強(qiáng)磁場環(huán)境其實是可以把太空改造為完全真空的狀態(tài)。

VLT上的FORS2設(shè)備使研究人員得以用可見光觀察這顆中子星，這拓展了現(xiàn)有的天文望遠(yuǎn)鏡的觀測能力。

通過對VLT數(shù)據(jù)的分析，研究人員看到有16%的光表現(xiàn)出了線性偏振，“幕后黑手”很可能就是這顆RXJ1856.5-375周圍的真空雙折射效應(yīng)。

Mignani說：“我們用VLT觀測到的如此高的線性偏振度，是不能被現(xiàn)有模型解釋的，除非把QED的真空雙折射效應(yīng)考慮進(jìn)來?！?/p>

Mignani認(rèn)為，現(xiàn)在的觀測技術(shù)還十分有限，他相信未來會出現(xiàn)更靈敏的探測器，科學(xué)家可以用它們在其它中子星表面研究更多的奇異量子效應(yīng)。“我們將用下一代望遠(yuǎn)鏡，比如歐洲天文臺的歐洲超大望遠(yuǎn)鏡（EELT）進(jìn)行偏振測量，在其它中子星上進(jìn)行這種測量是檢驗QED的真空雙折射預(yù)言的關(guān)鍵一步，”

Kinwah Wu認(rèn)為即使這是利用可見光進(jìn)行的第一次測量，但它也為X射線波段的測量鋪平了道路。