في اكتشاف قد يفتح نافذة جديدة على أسرار ميكانيكا الكم، رصد علماء فلك ما قد يكون أول دليل مباشر على ظاهرة «انكسار الضوء في الفراغ» داخل المجال المغناطيسي الهائل لنجم مغناطيسي، في خطوة تؤكد أن الفضاء الذي يبدو خاليًا قد يخفي تفاعلات كمومية معقدة.

وقاد الباحث ماركوس لور من جامعة سوينبرن دراسة اعتمدت على خصائص النجوم المغناطيسية، وهي نوع نادر من النجوم النيوترونية يمتلك أقوى المجالات المغناطيسية المعروفة في الكون، ما أتاح للعلماء اختبار واحدة من أكثر تنبؤات ميكانيكا الكم غرابة.

ونُشرت نتائج الدراسة في مجلة «نيتشر»، حيث بحث الفريق في ظاهرة اقترحها عالم الفيزياء الألماني فيرنر هايزنبرغ، أحد مؤسسي ميكانيكا الكم، قبل نحو تسعة عقود، وتقوم على فكرة أن الفراغ ليس خاليًا تمامًا، بل يحتوي على تقلبات كمومية تظهر فيها جسيمات افتراضية وتختفي باستمرار.

عندما يغيّر الفراغ مسار الضوء

وفقًا للنظرية الكمومية، يمكن للمجالات المغناطيسية فائقة القوة أن تؤثر في هذه الجسيمات الافتراضية داخل الفراغ، ما يؤدي إلى تغيير طريقة مرور الضوء، في ظاهرة تعرف باسم انكسار الضوء في الفراغ.

لكن إثبات هذه الظاهرة ظل تحديًا علميًا لعقود، بسبب الحاجة إلى مجالات مغناطيسية تفوق بكثير ما يمكن للبشر إنتاجه على الأرض.

وأوضح لور أن رصد هذه الظاهرة يتطلب مجالًا مغناطيسيًا أقوى بأكثر من 100 مليون مرة من أقوى المجالات التي صنعها الإنسان، مشيرًا إلى أن النجوم المغناطيسية توفر مختبرات طبيعية مثالية لدراسة هذا التأثير.

نجوم تعمل كمختبرات كونية

تُعد النجوم المغناطيسية من أكثر الأجرام تطرفًا في الكون؛ فهي بقايا نجوم ضخمة انهارت لتصبح أجسامًا صغيرة شديدة الكثافة، لكنها تحتفظ بمجالات مغناطيسية هائلة قادرة على التأثير في سلوك المادة والضوء.

ويرى العلماء أن دراسة هذه النجوم قد تساعد في اختبار حدود النظريات الفيزيائية الحالية، وفهم طبيعة الفراغ نفسه، الذي لم يعد يُنظر إليه باعتباره مساحة خالية، بل كوسط تحكمه تقلبات وجسيمات كمومية غير مرئية.

ويُعد هذا الرصد المحتمل خطوة مهمة في مسار طويل بدأ بفكرة نظرية في ثلاثينيات القرن الماضي، وقد يقود إلى فهم أعمق للعلاقة بين الضوء والمادة والفراغ في أكثر البيئات تطرفًا التي يعرفها الكون.