摘要:物理学家Philip Stamp与Michael Desrochers联合提出,用超流体氦薄膜模拟真空环境,成功在实验模型中重现了施温格效应的核心机制。
在超强电场下,真空也能“无中生有”,诞生出电子和正电子——这就是施温格效应的奇妙预言。
2025年9月,一项来自加拿大不列颠哥伦比亚大学的研究,打破了这一僵局。
物理学家Philip Stamp与Michael Desrochers联合提出,用超流体氦薄膜模拟真空环境,成功在实验模型中重现了施温格效应的核心机制。
从实验室的视角重新理解宇宙起源,这是一次真正的物理学突破。
“从无到有”的模拟,能否代表真正的宇宙机制?
真空看似空,其实暗流涌动,一旦电场够强,就能把“虚粒子”拉成“真粒子”,这就是施温格效应的奇妙之处。
问题是,要让真空“无中生有”,得用上每厘米10¹⁸伏的电场,相当于在原子上压上10²⁹倍地球重力——强到现在没人能在实验里做到。
Stamp团队另辟蹊径,用超流氦当“假真空”,让流动来扮演强电场,结果真的在里面“刷”出了旋转的涡旋对,仿佛电子和正电子在真空中现身一样。
关键在于,虽然没真造出粒子,但这个模拟系统的行为和施温格效应如出一辙,让科学家头一回在实验室“亲眼目睹”了这种宇宙级的量子奇观。
这次研究还有一个意外发现,甚至可能比模拟施温格效应本身更具颠覆性。
更让人意外的是,研究团队发现超流体里的涡旋质量竟然不是定死的,而是会随运动状态剧烈变化,直接颠覆了几十年来把它当常数看的传统认知。
涡旋的质量会变,等于整个系统的能量和行为都可能跟过去想的不一样!研究者甚至猜测,真空中冒出来的电子和正电子,说不定质量也不是一成不变的——这可是对施温格理论本身的大胆挑战!
Stamp称之为“模拟的报复”——模拟系统不仅帮助我们理解原始理论,还反过来促使我们修正原始理论。
施温格效应看似是宇宙尺度的物理现象,此次研究的意义远不止于宇宙学。
量子隧穿可不只是物理课本里的概念,它在化学反应、酶催化、甚至细胞里的离子通道中都扮演关键角色!如果涡旋质量的变化真能影响隧穿,那这项研究可能会悄悄改写我们对生命机制的理解!
正如Desrochers在论文中说的:“搞清楚质量是怎么变的、为什么会变,还有它如何影响我们理解量子隧穿,实在太让人兴奋了!”这番话点出了一个大亮点:基础物理和应用科学之间,正在架起一座全新的桥梁!
这项研究最妙的地方是:它没真造出粒子,却模拟了粒子的诞生;没飞入宇宙深处,却刷新了我们对“真空”的想象!
“从无到有”的实验,真正打开了一个窗口,让我们看到——真空并不空,粒子并不孤立,宇宙的起点,或许就在涡旋之间悄然重现。
这一切的起点,只是几个原子厚的氦膜。
这是一次关于宇宙奥秘的“实验重现”,也是一次对理论边界的冷静挑战。在实验与理论的交汇处,我们正在重新认识“什么是真实”。
来源:内科医生小红姐一点号