NASA的IXPE首次直接证实真空双折射

根据2026年8月5日发表在《自然》杂志上的一项研究，NASA的IXPE（成像X射线偏振探测器）可能捕捉到了真空双折射的首个直接证据，这是量子电动力学长达90年的预言。

证据来自对磁星1E 1547.0-5408超过140小时的观测，这是一颗快速旋转的中子星，其磁场强度是地球的万亿倍以上，观测于2025年3月至4月间进行。

NASA的NICER望远镜和CSIRO的Murriyang射电望远镜的协同测量，使其成为首次对磁星进行同步射电和X射线偏振研究。

数据显示，X射线偏振度比标准表面发射模型预测的高出近三倍。磁星的磁场几何通常会在某些旋转相位将偏振抑制到接近零，因此这种平滑变化的高偏振成为一个显著异常。

研究人员将这一信号归因于真空双折射，该理论最早于1936年提出。该概念认为，极端磁场会改变真空，使其变成棱镜，根据光的方向过滤光并增强偏振。

由莱斯大学博士后研究员Hoa Dinh Thi共同领导的模拟表明，要在匹配射电约束的同时重现观测到的X射线偏振，必须考虑中子星环境中的真空双折射。

“这一结果真正凸显了天体物理学的跨学科力量，”该研究的主要作者、乔治华盛顿大学博士生Rachael Stewart说。“来自这颗遥远恒星核心的信息为我们揭示了现实本质的线索。”

计划对这颗磁星及其他磁星进行进一步的IXPE观测，以确认该信号，并可能揭示量子电动力学的其他奇异效应。

IXPE是NASA与意大利航天局的联合任务，由NASA马歇尔太空飞行中心领导。