中子星是大質(zhì)量恒星的非常密集的殘余核心，它們在生命的盡頭已經(jīng)爆炸成超新星。

它們還具有極強(qiáng)的磁場 - 比太陽強(qiáng)十億倍 - 滲透到它們的外表面和周圍環(huán)境中。這些領(lǐng)域非常強(qiáng)大，甚至?xí)绊懞阈侵車瞻讌^(qū)域的屬性。通常認(rèn)為真空是完全空的，并且光可以通過它而不被改變。

但是在量子電動力學(xué)(QED)中，描述光子和帶電粒子(如電子，空間)之間相互作用的量子理論充滿了虛擬粒子，它們一直出現(xiàn)并消失。

非常強(qiáng)的磁場可以改變這個空間，從而影響通過它的光的偏振。

“根據(jù)QED的說法，高度磁化的真空表現(xiàn)為光傳播的棱鏡，這種效應(yīng)被稱為真空雙折射，”來自意大利INAF米蘭的團(tuán)隊(duì)成員Roberto Mignani博士說。

然而，在QED的許多預(yù)測中，真空雙折射迄今尚缺乏直接的實(shí)驗(yàn)證明。

自Werner Heisenberg和Hans Heinrich Euler預(yù)測以來的80年間，試圖在實(shí)驗(yàn)室中檢測它的嘗試尚未成功。

“只有存在極強(qiáng)的磁場，例如中子星周圍的磁場，才能檢測到這種效應(yīng)，”來自意大利帕多瓦大學(xué)的團(tuán)隊(duì)成員Roberto Turolla博士說。

“這再一次表明，中子星是研究自然基本定律的寶貴實(shí)驗(yàn)室。”

該團(tuán)隊(duì)在智利Paranal天文臺的ESO超大望遠(yuǎn)鏡(VLT)上使用FORS2儀器觀測RX J1856.5-3754，這是一顆距離我們大約401光年遠(yuǎn)的Corona Australis星球的中子星。

RX J1856.5-3754屬于七類無線電安靜孤立的中子星，又名“壯麗的七星”，在20世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)后不久就引起了中子星社區(qū)的興趣。

在對VLT數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分析后，天文學(xué)家檢測到線性極化 - 大約16%左右 - 他們認(rèn)為可能是由于在RX J1856.5-3754周圍的空白區(qū)域發(fā)生真空雙折射的增強(qiáng)效應(yīng)。

來自INAF羅馬的團(tuán)隊(duì)成員Vincenzo Testa博士說：“這是極度測量極化的最微弱的對象。”

“我們使用VLT測量的高線性極化不能用我們的模型很容易地解釋，除非包括QED預(yù)測的真空雙折射效應(yīng)，”Mignani博士補(bǔ)充說。

英國倫敦大學(xué)學(xué)院的團(tuán)隊(duì)成員Silvia Zane博士說：“這項(xiàng)VLT研究是對極強(qiáng)磁場中出現(xiàn)的這類QED效應(yīng)預(yù)測的首次觀測支持。”