2025年3月至4月,NASA的X射线偏振成像探测器(IXPE)对一颗特殊磁星进行了超过140小时的追踪。这颗编号为1E 1547-5408的中子星每2秒自转一圈,同时稳定发出明亮的射电脉冲和X射线,成为首次实现射电与X射线偏振协同测量的磁星。观测结果令人意外:它的X射线偏振度竟比类似天体高出将近三倍,完全偏离了标准表面辐射模型的解释。

6日发表在《自然》杂志的论文指出,这股异常信号可能首次直接揭示了一种名叫“真空双折射”的量子电动力学效应。这一理论诞生于1936年,物理学家预测,在磁场强度远超地球实验室所能制造的极端环境中,原本空无一物的真空会像棱镜或透镜那样,按照光子的传播方向选择性过滤光波,从而增强总偏振度。磁星高达十亿特斯拉量级的磁场,恰好提供了验证该理论的天然舞台。

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联合观测团队同时动用了NASA的中子星内部组成探测器(NICER)和澳大利亚CSIRO的Parkes射电望远镜。负责论文的乔治华盛顿大学博士生Rachael Stewart将此次发现归结为天体物理学的跨界能力:“我们从观测数据中获得的信息,真正凸显了这个领域的跨学科力量。”莱斯大学博士后、论文共同第一作者Hoa Dinh Thi则强调,模拟显示要同时满足射电和X射线偏振的限制条件,中子星周围必须存在真空双折射效应。

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尽管此前已有间接证据指向类似现象,但此次对1E 1547-5408的测量首次提供了如此强劲且直接的偏振增强信号。研究人员尚未排除所有干扰因素,但论文中呈现的模拟结果已经使真空双折射成为最可能的解释。若后续更多磁星观测重复此结果,它不仅意味着90年前的量子预言终获实证,更将为人类打开一扇窥视强场极限物理的新窗口。