Stelt u zich voor: licht, ontstaan uit het pure niets. Klinkt als moderne alchemie? Toch slaagden wetenschappers van Oxford en Lissabon hier – in silico – werkelijk in. Sinds jaar en dag stelt de kwantumfysica dat leegte in feite borrelt van activiteit. Maar anno 2025 hebben onderzoekers voor het eerst in een ongekend realistische simulatie laten zien hoe een lichtstraal direct uit het vacuüm kan ontstaan, zonder tussenkomst van materie. Dit opent niet alleen deuren in de fundamentele wetenschap, maar kan binnenkort ook getest worden met de meest geavanceerde lasers in Europese laboratoria.
Wat de kwantumfysica ons écht leert over het niets
Vergeet het klassieke idee van een lege ruimte. Het kwantumvacuüm is eerder een bruisende snelweg van elementaire deeltjes die telkens weer opduiken en verdwijnen. Volgens het fenomeen van “vier-golf-menging” zou je – als je drie ultrakrachtige laserstralen in precies de juiste hoeken op een punt samenbrengt – een vierde straal uit pure leegte kunnen opwekken. Dat klinkt wild, maar deze hypothese stond al langer op papier.
Wat nu bijzonder is: met een natuurgetrouwe 3D-simulatie konden de onderzoekers exact voorspellen wat er gebeurt bij verschillende hoeken, sterktes en duur van de laserstralen. De “magische” vierde bundel had meetbare fysische eigenschappen: vorm, richting, zelfs snelheid — bijna identiek aan gewone lichtstralen die we kennen.
De doorbraak: een simulatie op topniveau
De sleutel tot deze mijlpaal? OSIRIS – een krachtig stuk wetenschappelijke software uit de plasmafysica, speciaal aangepast met extra kwantumcorrecties volgens het Heisenberg-Euler-principe. hierdoor werd het voor het eerst mogelijk om extreem krachtige elektromagnetische velden en hun effect op het vacuüm te simuleren met ongekende precisie.
Afwijkend van de wat ‘gepolijste’ eerdere modellen incorporeerde deze simulatie álle experimentele details. De gegenereerde lichtbundel bleek zelfs kleine fouten te vertonen — bijvoorbeeld een astigmatisch profiel – en dat komt precies overeen met recente theorieën. Zulke nuances zijn cruciaal om werkelijke tests te kunnen ontwerpen in centra als Extreme Light Infrastructure (ELI) of OPAL in Amsterdam-Zuidoost.
Grenzen verleggen: van fundamentele fysica tot donkere materie
Deze ontdekking verandert niet alleen wat we dachten te weten over natuurkunde. Het biedt ook een nieuwe toolkit voor onderzoek naar “ongrijpbare” deeltjes zoals axionen – die mogelijk het mysterie van donkere materie kunnen helpen oplossen.
Het feit dat de simulatie het hele ontstaan van het lichtpuls realtime volgt, maakt dit werk tot een waardevol handboek voor experimenten. Gezien de forse investeringen in ultra-intense lasers in Europa, lijken praktische tests met ‘licht uit het niets’ binnen handbereik. De grens tussen sciencefiction en wetenschap – die vervaagt snel. Misschien brandt in een Amsterdams lab straks voor het eerst ooit échte kwantumvacuüm-licht uit puur niets.
- Praktisch voorbeeld: Bij het Nederlandse Nikhef en bij ELI in Tsjechië staan al plannen voor deze experimenten rond 2026.
- Leestip: Meer weten? Het complete onderzoek is open-access gepubliceerd en besproken op het landelijke NEMO Kennislink-platform.
Wat betekent dit nu voor u?
Voor dagelijks gebruik is licht uit het vacuüm misschien nog ver weg – maar deze techniek laat zien hoe fundamentele wetenschap straks kan leiden tot nieuwe sensoren, communicatie en wellicht zelfs nieuwe energiebronnen. Van het kwantumniveau tot in de praktijk: wat nu in een simulatie in Lissabon gebeurt, kan over vijf jaar zomaar de basis zijn voor de nieuwste startups in Eindhoven of Nijmegen.