科学家找到预言量子效应的新证据
（原文标题：中子星观测证明科学家80年前预言的量子效应）
科学家在观测中子星时，又找到了一个证明“真空不空”的有力证据。
【图注】具有强磁场的中子星会发射出偏振光，这表明其周围的真空中发生了“真空双折射”的量子效应。图片来源：ESO, L. Calçada
研究者可能终于在自然界中发现了80多年前物理学家预言的一个奇异量子现象。
1930年，物理学家Werner Heisenberg和Hans Heinrich Euler预言，非常强的磁场能改变真空中光的偏振现象（即改变光的电场和磁场方向）。他们将这种效应称之为“真空双折射”，而这个结论并非是基于经典物理学得到的。
近日，科学家宣称，他们借助欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜（VLT）观测到一颗中子星的光具有“真空双折射”效应，而且这个中子星具备强磁场属性。
中子星是宇宙中最致密的天体，以它当原材料做的勺子在地球上将重达9亿吨。一颗“常规”的恒星，比如太阳，其核心就像发动机一样，提供能量把恒星支撑起来。但是当发动机熄火之后，构成恒星的物质可能会坍缩到非常小，形成中子星。
根据ESO的声明，这项新研究的观测对象是距地球约400光年的中子星RX J1856.5-3754。尽管它是已知的距地球最近的中子星之一，但它还是非常暗弱，它的可见光波段只能由VLT上的2号缩焦器低色散分光仪（FORS2）探测到，这是“当前望远镜技术的极限”。
意大利帕多瓦大学的科学家，该研究的合作者之一Roberto Turolla在声明中还说，真空双折射“只能在存在强磁场的情况下观测到，比如中子星周围”。
声明还指出，FORS2探测到的光呈现“显著”的线性偏振（“大约16%”），它很可能是中子星周围发生了真空双折射的增强效应所造成的。
在经典物理学中，真空是完全空的，而在量子力学中，有一种“虚粒子”能在真空中不断出现和消失。Heisenberg和Euler使用量子电动力学（QED）理论来揭示真空中的量子特性如何影响光波。
意大利国家天体物理研究所、波兰绿山大学科学家，也是研究的第一作者Roberto Mignani说：“我们的模型结果说明，VLT测得的高线性偏振很可能是由于QED预测的双折射效应导致的。”
Mignani说：“根据QED理论，真空中的强磁场会像棱镜一样改变光路。”（光经过一个真的棱镜会发生偏折，并会显示出不同波长、或者说是不同颜色的光，这也就是阳光经过棱镜会产生彩虹的原因。）
研究者指出，更灵敏的新一代望远镜将更好地进行观测，从而验证真空双折射理论。未来他们还将观测其他波段的偏振现象，比如伦琴射线。