レーザー光線は空虚な空間と相互作用できるのか？光はそれ自体を偏向させることができるのか？これらはSFの概念ではなく、科学者たちが現在信じられないほどの精度でモデル化している現実の量子効果です。
英国の物理学者は、高エネルギー光子が真空中の仮想粒子とどのように相互作用するかを計算できるアルゴリズムを開発しました。量子力学の法則に従うこれらの粒子は、絶えず現れては消え、効果的に活動の海を作り出します。
作成されたシミュレーターは、光が結晶や強磁場領域を通過する際に発生する複雑な効果を予測できます。このアルゴリズムは、高出力レーザーのモデリングに広く使用されているOSIRISソフトウェアパッケージに組み込まれています。
この研究は単なる理論ではありません。これらの計算は、今後10年間の高出力レーザーの開発の基礎となり、これまで推測でしかなかった量子効果の研究に役立ちます。
オックスフォード大学のピーター・ノリーズ教授は、「これらの計算は、学術的な観点からだけでなく、これまで推測することしかできなかった量子効果を実験的に確認するのに役立つ可能性があるため、重要です」と述べています。
真空中の光の挙動は、単純とは程遠いことが判明しています。高エネルギーでは、エキゾチックな効果が現れ始めます。光子は「見えない」物体から散乱し、その進路から逸れ、さらには互いに相互作用することさえあります。これは問題を引き起こしますが、科学者たちに陽電子やその他の反物質粒子の生成などの新しい発見をする機会も与えます。
オックスフォードの科学者ジョン・ジスキン氏は、「私たちのアルゴリズムは、真空の量子世界への窓を開きました。レーザー光線が結晶内で衝突する際に発生するすべての主要な現象をモデル化することができました。これは、光自体のさらに複雑な構造を理解するための道のりの始まりです」と述べています。
真空（ラテン語のvacuum-空虚）とは、物質のない空間です。技術および応用物理学では、媒体が大気圧よりも著しく低い圧力にあることを意味します。