所以空性不再是空性

真空是一个地方，即使你看不到它，也会发生很多事情。 然而，要弄清楚它究竟需要多少能量，直到最近，科学家们似乎还无法研究虚拟粒子的世界。 当有些人在这种情况下停下来时，其他人不可能鼓励他们尝试。

根据量子理论，虚空充满了在存在与非存在之间跳动的虚拟粒子。 它们也是完全无法检测到的——除非我们有强大的东西可以找到它们。

“通常，当人们谈论真空时，他们的意思是完全空的东西，”瑞典哥德堡查尔姆斯理工大学的理论物理学家 Mattias Marklund 在 XNUMX 月份的《新科学家》杂志上说。

事实证明，激光可以表明它根本没有那么空。

统计意义上的电子

虚粒子是量子场论中的一个数学概念。 它们是物理粒子，通过相互作用表现出它们的存在，但违反了质量壳的原理。

虚粒子出现在理查德·费曼的作品中。 根据他的理论，每个物理粒子实际上都是虚拟粒子的集合体。 物理电子实际上是发射虚光子的虚电子，虚光子衰变为虚电子-正电子对，而虚电子-正电子对又与虚光子相互作用——以此类推。 “物理”电子是虚拟电子、正电子、光子和可能的其他粒子之间相互作用的持续过程。 电子的“现实”是一个统计概念。 无法说这组的哪一部分是真实的。 只知道所有这些粒子的电荷总和导致电子的电荷（即，简单地说，必须比虚正电子多一个虚电子），并且所有的粒子都产生了电子的质量。

电子-正电子对在真空中形成。 任何带正电的粒子，例如质子，都会吸引这些虚电子并排斥正电子（在虚光子的帮助下）。 这种现象称为真空极化。 由质子旋转的电子-正电子对

它们形成小的偶极子，通过它们的电场改变质子的场。 因此，我们测量的质子的电荷不是质子本身的电荷，而是整个系统的电荷，包括虚拟对。

激光进入真空

我们相信虚粒子存在的原因可以追溯到量子电动力学（QED）的基础，这是试图解释光子与电子相互作用的物理学分支。 自 30 年代提出这一理论以来，物理学家一直想知道如何处理数学上必要但看不见、听不见或感觉不到的粒子问题。

QED 表明，理论上，如果我们产生足够强的电场，那么虚拟伴生电子（或构成称为电子的统计聚集体）将揭示它们的存在，并且有可能检测到它们。 为此所需的能量必须达到并超过被称为施温格极限的极限，超过这个极限，正如它形象地表达的那样，真空将失去其经典特性并不再是“空的”。 为什么没那么简单？ 根据假设，所需的能量必须与世界上所有发电厂产生的总能量一样多——又是十亿倍。

这件事似乎超出了我们的能力范围。 然而，事实证明，如果使用由去年的诺贝尔奖获得者 Gérard Mourou 和 Donna Strickland 在 80 年代开发的超短高强度光脉冲激光技术，则不一定。 穆鲁本人曾公开表示，在这些激光超射中实现的千兆、兆兆甚至拍瓦功率创造了打破真空的机会。 他的概念体现在由欧洲基金支持并在罗马尼亚开发的极光基础设施 (ELI) 项目中。 布加勒斯特附近有两台 10 拍瓦激光器，科学家们希望使用它们来克服施温格限制。

然而，即使我们设法打破了能量限制，结果——以及最终在物理学家眼中会出现什么——仍然高度不确定。 在虚拟粒子的情况下，研究方法开始失效，计算不再有意义。 一个简单的计算还表明，两个 ELI 激光器产生的能量太少。 即使是四个组合的捆绑包仍然比必要的少 10 倍。 不过，科学家们并没有因此而气馁，因为他们认为这个魔法极限不是一个尖锐的一次性边界，而是一个逐渐变化的区域。 因此，他们希望即使使用较小剂量的能量也能获得一些虚拟效果。

研究人员对如何增强激光束有各种想法。 其中之一是以光速传播的反射镜和放大镜的奇特概念。 其他想法包括通过将光子束与电子束碰撞或碰撞激光束来放大光束，据说上海中国极光站研究中心的科学家们想要实施。 巨大的光子或电子对撞机是一个新的有趣的概念，值得观察。