Действительно ли вакуум — абсолютно пустое пространство? Об этом мы поговорили с доктором наук, профессором, заведующим лабораторией диагностики углеродных материалов и спиново-оптических явлений в широкозонных полупроводниках САФУ Дмитрием Макаровым.
Современное представление о вакууме сильно отличается от того, что под ним понимали в начале ХХ века. Слово «вакуум» происходит от латинского vacuum — «пустота». Так называют пространство, свободное от вещества. Если говорить просто, вакуум — это область, где почти нет частиц: атомов или молекул.
Однако с точки зрения квантовой электродинамики (КЭД), вакуум — отнюдь не пустота. Даже в отсутствие атомов и молекул пространство наполнено энергией. Это так называемое вакуумное состояние электромагнитного поля, или фотонный вакуум, где число фотонов равно нулю, но поле продолжает колебаться.
Почему же мы не ощущаем эту энергию? Дело в том, что ее воздействие в среднем компенсируется, и мы его не замечаем.
Однако на квантовом уровне эффект проявляется — например, в эффекте Казимира, когда два незаряженных проводящих тела, помещенных близко друг к другу в вакууме, начинают притягиваться из-за квантовых флуктуаций (колебаний).
Более того, вакуум заполнен не только электромагнитными полями. Стандартная модель физики элементарных частиц, которая обобщает идеи КЭД, включает и другие поля и взаимодействия. При этом гравитация до сих пор не вписана в эту модель, и вакуум продолжает оставаться загадкой науки.
