Signale aus dem absoluten Nichts: Physiker haben erstmals die Fluktuationen elektromagnetischer Felder im absoluten Vakuum gemessen. Dieses energetische „Hintergrundrauschen“ direkt zu beobachten, galt bislang als unmöglich. Die Vakuum-Fluktuationen sind jedoch von fundamentaler Bedeutung, von der Quantenphysik bis hin zur Verteilung der Materie im Weltall. Die Forscher erwarten daher große Fortschritte anhand ihrer Ergebnisse, wie sie im Magazin „Science“ schreiben.
Ein absolut leerer Raum, ein völliges Vakuum also, ist für uns nur schwer vorstellbar. Selbst im Weltraum treibt noch extrem dünn verteilte Materie wie Gas und Staub. Doch welche Eigenschaften hat das absolute Nichts? Dies direkt zu messen galt bislang als unmöglich. Theorien zufolge ist jedoch auch diese völlige Leere nicht komplett leer: Es müssen sogenannte Quanten-Fluktuationen existieren, folgt aus der Heisenbergschen Unschärferelation.
Diese besagt, dass elektrische und magnetische Felder niemals gleichzeitig verschwinden können. Daher schwankt das elektromagnetische Feld selbst im absoluten Vakuum in völliger Dunkelheit noch minimal. Die Energie nimmt an einzelnen Punkten im Raum rasend schnell zu und wieder ab, so dass eine Art „weißes Rauschen“ entsteht.
Fluktuationen bislang nur an ihren Folgen erkennbar
Diese Schwankungen lassen sich nur indirekt anhand ihrer Folgen beobachten: Sie gelten zum Beispiel als Auslöser, wenn angeregte Atome in einer Leuchtstoffröhre ihre Energie in Form von Licht abgeben. Während der kosmischen Inflation in der Anfangsphase des Universums sollen diese Schwankungen die Verteilung und Strukturbildung der Materie verursacht haben, wie wir sie heute in Galaxien und Galaxienhaufen beobachten.
