Le vide quantique peut être étudié à l'aide de lasers
Par exemple, connaître la position exacte d'une particule rend sa vélocité complètement indéterminée. Les lasers peuvent concentrer des hautes énergies en volumes minuscules, ce qui en fait de bons détecteurs des effets quantiques. Le projet QPQV (Quantum plasmas and the quantum vacuum: New vistas in physics) a étudié les interactions entre des lasers haute intensité et la matière quantique et a œuvré au développement de modèles décrivant son déplacement collectif. Le projet a montré qu'il est possible de détecter l'influence du vide quantique, et de ses variations intrinsèques, à l'aide de systèmes laser de pointe très puissants. En particulier, la collision de la lumière avec la lumière est observable, chose impossible en physique classique. L'effet fascinant, baptisé Unruh, permet à un système d'observation sous accélération de mesurer une température finie bien que celle-ci soit à zéro dans le système non accéléré. Il a également montré que cela était possible en utilisant des lasers haute intensité. Le vide quantique peut être une source de matière et d'antimatière, au travers d'un mécanisme appelé le processus Schwinger. La production de paires de matière et d'antimatière nécessite des intensités de lumière bien supérieures à celles provenant des sources conventionnelles. Le projet a étudié la possibilité de produire des paires à l'aide de champs laser et a découvert qu'il était possible d'atteindre l'intensité requise pour la production de paires en utilisant des lasers. Des modèles ont été développés pour décrire les interactions observées et ainsi mieux comprendre les systèmes quantiques collectifs. Des techniques de simulations numériques sont utilisées pour étudier les effets relativistes, quantiques et statistiques dans la lumière laser haute intensité. Les résultats du projet pourraient également servir à prédire les limites des systèmes laser de nouvelle génération, dans un avenir proche.
