Основната пречка пред научните изследвания в областта на фундаменталната физика е невъзможността да се тества
Какво прогнозира Хокинг?
През 1974 г. Стивън Хокинг изненада физиците по целия свят, като заяви, че екстремната гравитационна сила на хоризонтите на събитията на черните дупкиТе ще ги излъчват , докато не се изтощят.енергия и ще се изпари напълно.
Преди Хокинг да изложи своята революционна теория, черните дупки се смятаха за перфектни черни обекти, от които не могат да се отделят частици.Физикът обаче е сигурен, че те имат собствено излъчване.По принцип това е квантов процес на топлинно излъчване, който черните дупки спонтанно излъчват.По този начин масата на черните дупки, тяхната ротационна енергия, постепенно намалява.В резултат на това те могат да изчезнат напълно.
Какво представлява ефектът Unruh?
Ефектът на Фулинг – Дейвис – Унрух е предложен за първи път през 1970s.It е едно от многото предсказания на квантовата теория на полето.Всъщност всеки "джоб" от пространството е изпълнен с безкрайни вибрации в квантов мащаб.Ако им се даде достатъчно енергия, те спонтанно ще "експлодират" в двойки частица-античастица, които почти веднага ще се анихилиратСпоред теорията всяка частица , било то материя или светлина , е просто локализирано възбуждане на това квантово поле.
Какво общо имат?
Ефектът на Унрух кара пространството около бързо ускоряващите се обекти да изглежда изпълнено с множество виртуални частици, които придаватТъй като тя е тясно свързана с радиацията на Хокинг, при която частиците спонтанно се появяват по краищата на черните дупки, учените отдавна се стремят да открият едната като намек за съществуването на другата.Поне така си мислеха физиците.
Защо е трудно да ги докажеш?
Точно както се нуждаете от черна дупка, за да тествате радиацията на Хокинг, ефектътУнрух изисква огромни ускорения, за да произведе сияние, което може да се види. Смяташе се, че е толкова слаб, че не може да бъде измерен с настоящата технология.
Според квантовата теория стационарният атом може да увеличи енергията си само когато истински фотон възбужда Въпреки това, за ускоряващ се атом, колебанията в квантовото поле могат даОт своята "гледна точка" той ще се движи през купчина топли светлинни частици, които се нагряватТази топлина може да бъде издайнически знак за ефекта на Унрух.
Проблемът е какво е ускорението да се получиневъзможно дори в Големия адронен колайдер. Един атом трябва да се ускори до скоростта на светлината за по-малко от една милионна от секундата, докато изпитва сила от квадрилион метра в секунда на квадрат, за да отдели достатъчно светлина, която съвременните детектори да открият.
С прости думи, да видите този ефект зад себе сикратък период от време, просто се нуждаете от невероятно ускорение. Ако използваме скоростите, достъпни за човечеството, тогава ще трябва да чакаме повече време, отколкото съществува Вселената.
Какъв експеримент са измислили учените?
Въпреки това, физиците измислиха как да експериментират сUnruh ефект с помощта на високоинтензивни лазери. Оказа се, че ако действат върху ускорена частица, ефектът ще се увеличи толкова много, че може да бъде измерен. Учените също така откриха, че е възможно да се направи ускорената материя прозрачна чрез деликатно балансиране на ускорението и забавянето на частиците.
Как ще работи?
Квантовите флуктуации стават плътни благодарение на фотоните, което означава, че атом, принуден да се движи във вакуум под въздействието на светлината на лазер с висока интензивност, теоретично може Проблемът е, че атомът може даВ същото време взаимодействайте с лазерната светлина, като я абсорбирате, като по този начин увеличавате енергийното й ниво.Генерираната топлина в крайна сметка ще заглуши ефекта на Унрух.
Но физиците измислиха какво решение да направятфотоните са невидими. Ако един атом трябва да „промине“ през поле от фотони, тогава той може да не „види“ фотони с определена честота, което ще ги направи практически невидими за атома. В крайна сметка, чрез последователно комбиниране на всички тези решения, учените ще могат да тестват ефекта Unruh при определена честота на светлината.
Какъв е долният ред?
Оживяването на експеримента няма да е лесно. Учените ще създадат лабораторен ускорител на частици, който ще ускори електрон до скоростта на светлината, като го облъчи с микровълнов лъч. Ако открият ефекта, те ще проведат експерименти с него, които ще намерят връзка между теорията на Айнщайн за относителността и квантовата механика. Това е един от най-големите проблеми във физиката. Освен това, наблюдавайки ефекта на Унру, учените ще потвърдят правотата на Хокинг за черните дупки.
Прочетете още:
„Това е научна фантастика“: учените създават фундаментално нов тип квантови компютри
Създаден е свръхбърз квантов компютър, който извършва операция за 6,5 наносекунди
Какво представляват супергените и как правят животните толкова странни