Let there be light birefringence

Школьный учебник физики знает все, и самое печальное, что этим учебником, а обычно и не доходя до него, естественнонаучная подготовка большинства и ограничивается. В частности, школьный курс физики утверждает, что вакуум — это такая пустота, где ничего нет. Естественно, подобная картина неверна; Майкл Джон Харрисон берет эпиграфом к Пустоте слова Джона Уилера, хорошо иллюстрирующие неполноту школьной физической картины.

Нет места более центрального, нежели пустота, которая не пуста. То престол самой яростной физики.

Если недавняя весть о работоспособности прототипа “невозможного двигателя” Шойера, построенного НАСА, обретет дальнейшие экспериментальные подтверждения в более интересном практически масштабе тяги, волей-неволей невежественному большинству придется узнать больше о свойствах многоликой пустоты, ведь наименее противоречивое (на данный момент) объяснение работы EmDrive сводится к взаимодействию с виртуальными частицами квантового вакуума вроде динамического эффекта Казимира.

Сходный процесс “поляризации вакуума” в присутствии сверхсильных электромагнитных полей заставляет учитывать однопетлевые поправки к уравнениям Максвелла на расстояниях порядка комптоновской длины волны и меньших. На практике это означает, что излучение звезд, проходя через область такого поля, частично экранируется и поляризуется кратковечными диполями фермион-антифермионных пар.

На сравнительно скромном расстоянии от Земли, а именно в 400 св. годах, расположена нейтронная звезда RX J1856.5–3754, обладающая экстремальными для своего класса спецификациями, которые одно время даже позволяли рассматривать ее в качестве кандидатки на роль кварковой или “серодырной” звезды. Уточненные наблюдения опровергли эту гипотезу, однако теперь интерес к RX J1856.5–3754 наверняка возрастет опять, поскольку данный объект послужил экспериментальным оселком по проверке квантово-поляризационных поправок к уравнениям Максвелла. Степень линейной поляризации его света, определяемая как корень квадратный из суммы квадратов нормализованных параметров Стокса U/I и Q/I, достигает 16%, а угол поляризации — 145 градусов, что существенно выше, чем у звезд сравнительной выборки:

Частично этот эффект можно приписать взаимодействию с ударной волной от самого светила, но плотность межзвездной среды в окрестностях RX J1856.5–3754 недостаточна для формирования настолько интенсивной ударной волны в газопылевой туманности. Модели, не учитывающие квантовую поляризацию вакуума, заметно расходятся с экспериментальным значением. Таким образом, RX J1856.5–3754 предварительно удостоена статуса первого в истории космического объекта, вблизи которого магнитное поле достигает настолько исполинских напряженностей (порядка 100 трлн Гс), что позволяет наблюдать двойное лучепреломление вакуума.

Естественно, данный эффект вблизи изолированной нейтронной звезды, как и другие свойства магнетаров, теоретически может использоваться высокоразвитой цивилизацией для передачи информации и управления энергосборщиками.

В заключение стоит напомнить, что родственный ему эффект Шойера, предварительно подтвержденный экспериментами НАСА, пока продемонстрирован на рабочих прототипах, создающих тягу порядка 1 мН/кВт. Эта тяга, конечно же, малополезна для межзвездных полетов, но может оказаться весьма перспективной для путешествий внутри Солнечной системы. В конце концов, лучшие современные аппараты на солнечных парусах создают тягу на два порядка меньшую, а ионные двигатели на эффекте Холла — всего лишь на два порядка большую.

Наблюдая же за поляризацией вакуума и макроскопическими квантовыми эффектами в окрестностях RX J1856.5–3754, волей-неволей замечтаешься, каких любопытных результатов можно достичь, если эффект Шойера окажется масштабируемым хотя бы на четыре порядка тяги вверх.

LoadedDice