一種 80 多年前預測的奇怪量子現象最終可能在自然界中被觀察到。
1930 年，物理學家 維爾納·海森堡 和漢斯·海因裡希·尤拉預測，非常強大的磁場可以改變真空中光波的極性（其中極性是指光的電場和磁場的方向）。這種效應被稱為“真空雙折射”，經典物理學並沒有預測到。
現在，使用歐洲南方天文臺 (ESO) 的甚大望遠鏡 (VLT) 的科學家表示，他們可能已經在來自中子星的光中觀察到了這種效應——中子星是一種具有非常強磁場的天體。[影片：中子星真空雙折射的證據]
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中子星 是宇宙中最緻密的天體——根據 NASA 的資料，一湯匙中子星物質在地球上的重量約為 10 億噸（9 億公噸）。像太陽這樣的“普通”恆星是由其核心的熾熱引擎膨脹起來的。但是，當引擎熄滅時，構成恆星的物質可能會坍縮到一個小得多的區域並形成中子星。[中子星是如何工作的（資訊圖）]
新的研究使用了對中子星 RX J1856.5-3754 的觀測，根據 ESO 的一份宣告，該中子星距離地球約 400 光年。儘管它是已知離地球最近的中子星之一，但它非常微弱，只有使用 FORS2 VLT 上的儀器 才能觀察到它的可見光，根據宣告，這“處於當前望遠鏡技術的極限”。
研究合著者、義大利帕多瓦大學的科學家羅伯託·圖羅拉在宣告中說，真空雙折射“只能在非常強大的磁場中檢測到，例如中子星周圍的磁場”。
ESO 官員在宣告中說，使用 FORS2 儀器探測到的光顯示出“顯著程度”的線性偏振（“約 16%”），這“很可能是由於真空雙折射在 [中子星] 周圍的空曠空間區域發生的增強效應”。
在經典物理學中，真空是完全空曠的，但在 量子物理學 中，存在“虛粒子”，它們在太空真空中不斷出現和消失。海森堡和尤拉使用一種稱為量子電動力學 (QED) 的理論來展示真空的量子特性如何影響光波。
“除非包含 QED 預測的真空雙折射效應，否則我們使用 VLT 測量的如此高的線性偏振無法輕易用我們的模型來解釋，”研究主要作者、義大利國家天體物理研究所和波蘭綠山城大學的科學家羅伯託·米尼亞尼說。
米尼亞尼說：“根據 QED，高度磁化的真空就像光傳播的稜鏡。”（實際的稜鏡會彎曲光線，使其扇形散開並顯示其各種波長或顏色，這就是稜鏡如何從陽光中產生彩虹的原因。）
作者補充說，更靈敏的下一代望遠鏡可能具有足夠的靈敏度來進行更多測量，以檢驗真空雙折射理論。他們說，未來的觀測還應該尋找不同波長的光（例如 X 射線）中的偏振。
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