NASA的观测结果可能证实了90年前的量子理论

研究人员利用美国国家航空航天局（NASA）的成像X射线偏振探测器（IXPE），可能获得了对真空双折射的首次直接观测，这是一个量子电动力学中于1936年首次提出的概念。这些发现发表在《自然》（Nature）杂志上，重点关注了对磁星1E 1547-5408的观测，这是一颗中子星，其特征是磁场比地球上永久磁铁产生的磁场强数万亿倍。

在2025年3月至4月期间，该团队利用IXPE、NASA的中子星内部成分探测器（NICER）以及由澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）运营的Murriyang射电望远镜，进行了超过140小时的协同观测。这一努力标志着科学家首次对磁星进行了同步射电和X射线偏振测量。

数据显示的偏振水平比在类似天体源中观测到的高出近三倍。根据标准的表面发射模型，考虑到磁星的磁场几何结构，如此高的偏振是出乎意料的。科学家认为这种差异可以通过真空双折射来解释，该理论认为极端的磁场可以改变空间的真空状态，使其像棱镜一样过滤并增强光的偏振。

“我们的模型表明，要重现观测到的X射线偏振特征，同时满足射电观测设定的限制条件，就需要中子星周围存在真空双折射，”莱斯大学博士后研究员、该研究的共同主要作者Hoa Dinh Thi表示。主要作者、乔治华盛顿大学博士候选人Rachael Stewart指出，这些发现为现实的基本本质提供了见解。

IXPE任务是NASA与意大利航天局的合作项目，计划进行进一步观测以证实这些结果，并研究其他潜在的量子电动力学效应。来源：NASA