МОСКВА, 5 июня. /ТАСС/. Британские физики создали алгоритм, позволяющий максимально точно моделировать, как частицы света высоких энергий взаимодействуют с виртуальными частицами, непрерывно возникающими в пустоте вакуума в соответствии с законами квантовой механики. Эти расчеты ускорят создание лазеров мощностью в десятки петаватт, сообщила пресс-служба Оксфордского университета.

"Расчеты представляют собой не только чисто академический интерес, они будут важным шагом для экспериментальной проверки существования и наблюдений за теми квантовыми эффектами, которые до настоящего времени изучались лишь на теоретическом уровне", - пояснил профессор Оксфордского университета Питер Норрейс, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как отмечают ученые, вакуум нельзя назвать абсолютно пустым и безжизненным пространством. В реальности, как об этом говорят законы квантовой физики, он заполнен множеством непрерывно рождающихся и исчезающих пар виртуальных частиц и античастиц. Расчеты ученых показывают, что этот "квантовый шум" должен влиять на поведение всех остальных объектов микро- и макромира.

Особенно сильно он будет влиять на самые мощные и сконцентрированные лазерные лучи, чьи взаимодействия с вакуумом будут порождать слабо изученные феномены, которые будут заставлять фотоны "отталкиваться" друг от друга, отражаться от несуществующих поверхностей и оказывать существенное влияние на свойства этих импульсов света. Это будет как мешать их практическому применению, так и даст ученым возможность получать почти неограниченное число позитронов и прочих частиц антиматерии.

Ученые разработали набор физических формул и основанный на их базе компьютерный алгоритм, который позволяет точно просчитывать подобные взаимодействия и моделировать то, как квантовые флуктуации вакуума влияют на движение фотонов высоких энергий. Они встроили этот алгоритм в программный пакет OSIRIS, используемый для расчета свойств сверхмощных лазеров, и успешно просчитали при его помощи квантовые эффекты, возникающие при движении света через кристаллы и через пространство с очень сильным магнитным полем.

"Наша программа открывает трехмерное окно в мир квантовых взаимодействий вакуума, которое в прошлом было недоступным для нас. При ее помощи нам удалось воспроизвести все квантовые феномены, возникающие при рассеивании двух лучей внутри одного кристалла. Этот успех открывает дорогу для моделирования более сложных процессов и феноменов, в том числе экзотических структур внутри луча лазера", - подытожила научный сотрудник Оксфордского университета Чжань Цзысинь, чьи слова приводит пресс-служба вуза.