Эффект Швингера реализован на практике. Создана материя из энергии

Ранее считалось, что достаточно мощные ЭМ поля, чтоб создать в "вакууме" электрон-позитронные пары из ничего, доступны только в условиях нейтронной звезды или ЧД, но как пишут, ученые смогли такие условия создать и получить положительный результат.

Таким образом, предсказанный более 70 лет назад эффект Julian Schwinger -а - исполнен на практике.

В отсутствии квантов материи в космосе нет абсолютной физической пустоты, потому уже, что в любой точке пространства есть поля. ЭМ, гравитационное, и тд.
Опыт, демонстрирующий эффект Казимира, выглядит как создать вакуум, максимально свободный от любых частиц и античастиц, любых эм полей. Поставить в нем 2 проводящие пластины, и убедиться, что они притягиваются с силой, значительно бОльшей, нежели обусловлено гравитацией.

Несмотря на то, что идею возникновения материи из эм поля высказывали в 30-х Fritz Sauter, Werner Heisenberg, and Hans Euler, именно Schwinger исполнил тяжкий труд вычисления точных условий, при которых это бы происходило.

Нормально мы ожидаем квантовые флуктуации в вакууме. Принцип Гейзенберга предполагает, что мы одновременно не можем знать тандемы из
energy and time,
position and momentum,
orientation and angular momentum,
voltage and free electric charge,
as well as electric field and electric polarization density.
Хоть обычно принцип неопределенности выражают для первой пары, остальное также верно


Вспомним, что любую силу мы можем выразить через термины поля. Если в поле попадает частица, то в зависимости от силы поля, заряда и скорости частицы, будет различаться воздействие на неё. И чем больше это "поле", тем большге энергия этого поля в данной точке пространства.
Даже в наиболее пустой точке эта энергия не будет равна нулю. И при сокращении размера и времени наблюдаемого пространства величина энергии будет всё более неопределенной. В пределе можно процесс рассматривать как спонтанно создающиеся и распадающиеся пары частиц-античастиц.

А что будет, если включить поле? Возьмем наиболее простой вариант с мезоном. Мезон состоит из кварка+антикварка, связанных за счет обмена глюонами. Кварки бывают 6 различных ароматов: up, down, strange, charm, bottom, and top, а антикварки - их зеркальное отражение, с обратным эл. зарядом. Пары кварк-антикварк в мезоне имеют противоположные заряды - either +⅔ and -⅔ (for up, charm, and top) or +⅓ and -⅓ (for down, strange, and bottom)
При подключении эм поля кварк и антикварк притягиваются в разные стороны. Если поле достаточно сильно, мы можем разорвать мезон на кварк и антикварк с образованием пары частица-античастица или 2 мезонов вместо одного, с энергией на создание новой массы, согласно E = mc², равной потраченной на разрыв энергии поля.


А теперь представим мощное поле, в Coulomb of charge — around ~10¹⁹ electrons and protons, и сконцентрируем его на мелких шариках на расстоянии 1 метра друг от друга.
Вакуум меж ними будет весьма сильно поляризован. В этом случае вы получите устойчивое разделение мезонов на пары электрон-позитронов, не реаннигилирующие, а расходящиеся. И создающие согласно закону сохранения энергии утечку энергии поля на создание себя.

Впервые такой эффект получили в лаборатории Манчестера в январе

Исследователи использовали графен как материал с оптимальным расположением атомов, чтоб получить эффект при наименьшем, реально достижимом поле.
В реальном опыте вместо позитронов в графене возникали "дырки" ака положительные ионы, но это посчитано за незначительное отличие.