Ce-ar fi dacă ți-am spune că este realizabil să produci lumină… din nimic? Nu este o glumă, nici un truc magic. O echipă internațională de cercetători de la Universitatea Oxford și Universitatea din Lisabona a realizat recent un progres semnificativ în această direcție printr-o simulare cuantică extrem de realistă.
Folosind un instrument numeric avansat – un solver semi-clasic – echipa a demonstrat că este teoretic posibil ca trei fascicule de laser extrem de puternice, perfect aliniate într-un vid absolut, să creeze un al patrulea fascicul de lumină. Fenomenul este cunoscut sub numele de four-wave mixing (amestecarea a patru unde) și, în esență, demonstrează cum dintr-un spațiu aparent gol poate fi „extrazată” lumină reală.
Pentru majoritatea dintre noi, vidul reprezintă echivalentul nimicului. Dar în fizica cuantică, vidul este departe de a fi gol. Este o „ocean” de oportunități, un loc în care particulele virtuale – fotoni, electroni, quarcuri – apar și dispar în momente extrem de scurte.
Ceea ce le oprește să devină reale este perfectul echilibru în care se anulează reciproc. Dar ce-ar fi dacă un dezechilibru planificat, creat prin câmpuri electromagnetice puternice, ar „forța” aceste particule să nu se mai anuleze? Aceasta este exact ceea ce au cercetat fizicienii Peter Norreys și Zixin Zhang în simulările lor tridimensionale.
Prin introducerea a trei fascicule laser de intensitate extremă în ecuațiile care reglează comportamentul câmpurilor electromagnetice în vid, cercetătorii au descoperit că polarizarea generată de interacțiunea acestora este suficient de puternică pentru a separa fotonii virtuali înainte de a dispărea. Rezultatul? Un al patrulea fascicul de lumină – unul real, generat exclusiv din vidul aparent „gol”.
## Trei lasere, un vid și o teorie veche: S-a realizat primul pas către confirmarea experimentală
Fenomenul de „împrăștiere foton-foton” (photon-photon scattering) a fost prezis de multă vreme de teoria cuantică, dar până acum a fost imposibil de observat direct. Principalele obstacole au fost lipsa unor surse suficient de puternice și dificultatea de a distinge semnalul dorit de „zgomotul” altor particule generate în experimente.
Simularea echipei de la Oxford și Lisabona oferă nu doar confirmarea numerică a posibilității fenomenului, ci și o hartă detaliată a regiunii de interacțiune și a intervalelor de timp critice. Aceasta reprezintă o premieră – un ghid realist pentru experimentatori, care acum știu mai bine ce trebuie să caute.
„Acesta nu este doar un exercițiu teoretic,” a afirmat Peter Norreys. „Este un pas semnificativ către confirmarea experimentală a unor efecte cuantice care până acum au existat doar pe hârtie.”
### România, SUA și China – în competiția globală pentru a demonstra că „nimicul” poate produce lumină
Și poate că nu va mai trece mult timp până când această teorie va deveni realitate. România se află chiar în centrul acestei revoluții științifice. Proiectul **Extreme Light Infrastructure (ELI)**, găzduit la Măgurele, dispune de unele dintre cele mai avansate lasere din lume, capabile să genereze 10 petawați în impulsuri ultrarapide.
Între timp, în Statele Unite, **proiectul EP-OPAL** de la Universitatea din Rochester este în curs de pregătire a două fascicule de 25 de petawați, special concepute pentru experimente de împrăștiere foton-foton. China, la rândul său, prin **Shanghai High Repetition Rate X-ray Free Electron Laser and Extreme Light Facility**, își propune să atingă un record absolut: 100 de petawați, bazându-se pe tehnologia cu electroni liberi.
Aceste laboratoare sunt dotate exact cu tehnologia necesară pentru a valida experimentele simulate de echipa europeană. Dacă simulările se dovedesc corecte, atunci în următorii
