英国和葡萄牙的科学家报告说，他们首次模拟了强激光脉冲如何与三维的量子真空的相互作用(Commun.Phys.，doi：10.1038/s42005-025-02128-8）他们说，他们的研究结果将有助于指导真空实验的实施，在未来几年内，新一代非常强大的激光器将投入使用。

量子电动力学的理论告诉我们，真空并不像经典假设的那样是空的，而是充满了很多对突然出现和消失的相反电荷的虚粒子（符合海森堡的测不准原理)。这种“量子真空”产生的非线性改变了传播激光束的性质，当光束强度适当时，应该产生可测量的效果。

这是计划在许多功率在十亿瓦特(PW:10的15次方)的新型激光器上进行实验的基础15W)最近已开启或正在建造的范围。这些激光器包括罗马尼亚的两束10PW光束，作为极光基础设施的一部分，联合王国的20PW Vulcan20-20激光器，以及美国的EP-OPAL项目提议的两束25PW光束。在中国正在建设的SHINE X射线自由电子激光器中，极光站的100-PW光束强度更大。

解释这些实验的结果需要将其与理论进行比较，但分析模型目前只能对某些类型的激光作出预测--即那些产生具有高斯形状截面且保持接近光轴的光束的激光。同时，到目前为止，真空相互作用的模拟主要限于二维。

在最新的研究中，英国牛津大学的Peter Norreys、张子欣和他的同事，以及葡萄牙里斯本大学的Luis Silva和他的同事，展示了如何进行三维实时模拟。他们使用了基于修正的麦克斯韦方程的数值“求解器”，该方程通过在一系列时间步长内对空间中每个点的电场和磁场的经典值进行线性插值来近似量子真空中的非线性。科学家们在一个名为OSIRIS的相对论胞内粒子程序上运行他们的求解器。

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