Natures mest lästa nyhet 2011
I experimentet studsar virtuella fotoner mot en spegel som vibrerar med en hastighet som är nästan lika hög som ljusets hastighet. Den runda spegeln i bilden är en symbol, och under den finns den kvantelektroniska komponent som fungerar som en spegel. Den gör att det uppstår riktiga fotoner i vakuum. Illustration: Philip Krantz, Chalmers
Per Delsing, som haft flera stora bidrag från SSF, står bakom den mest lästa nyheten i tidskriften Nature under 2011.
Forskarna, som arbetar vid Chalmers, har lyckats skapa ljus ur vakuum, en milstolpe inom kvantmekaniken som fysiker har väntat på i drygt 40 år. I ett nyskapande experiment har forskarna fångat in några av de fotoner som hela tiden uppstår och försvinner i ett vakuum.
Experimentet baseras på en av de märkligaste, men samtidigt en av de viktigaste grundsatserna inom kvantmekaniken: att vakuum inte alls är tomma intet. I själva verket är ett vakuum fullt av olika partiklar som hela tiden pendlar mellan att vara och inte vara. De uppstår, existerar ett kort ögonblick och försvinner sedan igen. Eftersom deras existens är så flyktig brukar de kallas för virtuella partiklar.
Mätbart ljus
Forskarna har lyckats få fotoner att lämna sitt virtuella tillstånd och bli reella fotoner, det vill säga mätbart ljus. Redan 1970 förutsåg fysikern Moore att detta borde ske om de virtuella fotonerna får studsa mot en spegel som rör sig med en hastighet som är nästan lika hög som ljusets hastighet. Fenomenet – som kallas för den dynamiska Casimireffekten – har nu för första gången observerats, i ett snillrikt experiment som chalmersforskarna har gjort.
– Eftersom det inte går att få en spegel att röra sig tillräckligt fort så har vi utvecklat en annan metod för att uppnå samma effekt, berättar Per Delsing, professor i experimentell fysik på Chalmers. I stället för att variera det fysiska avståndet till en spegel så har vi varierat det elektriska avståndet till en elektrisk kortslutning som fungerar som en spegel för mikrovågor.