기초 물리학 연구의 가장 큰 장애물은 테스트할 수 없다는 점입니다.
호킹은 무엇을 예측 했습니까?
1974년 스티븐 호킹은 모든 면에서 물리학자들을 놀라게 했습니다.블랙홀 사건의 지평선에 있는 극도의 중력이 가상 입자를 생성할 것이라고 말합니다. 그들은 에너지가 고갈되어 완전히 증발할 때까지 입자를 방출할 것입니다.
호킹이 혁명적인 아이디어를 내놓기 전이론상 블랙홀은 어떤 입자도 탈출할 수 없는 이상적인 검은 물체로 간주되었습니다. 그러나 물리학자는 그들 자신의 방사선이 있다고 확신합니다. 본질적으로 블랙홀이 자발적으로 방출하는 것은 열 복사의 양자 과정입니다. 따라서 블랙홀의 질량과 회전 에너지는 점차 감소합니다. 결과적으로 완전히 사라질 수 있습니다.
운루 효과란?
풀링 효과 Davis Unruh 최초1970년대에 제안됐다. 이것은 양자장 이론의 많은 예측 중 하나입니다. 그에 따르면 빈 진공은 존재하지 않습니다. 사실, 공간의 모든 "주머니"는 양자 규모의 끝없는 진동으로 가득 차 있습니다. 충분한 에너지가 주어지면 입자-반입자 쌍으로 자발적으로 "폭발"하여 거의 즉시 서로를 소멸시킵니다. 이론에 따르면 물질이든 빛이든 모든 입자는 단순히 이 양자장의 국부적인 자극일 뿐입니다.
그들의 공통점이 무엇입니까?
Unruh 효과로 인해 공간이 발생합니다.빠르게 가속하는 물체 주위에는 빛을 발하는 수십 개의 가상 입자가 채워져 있는 것처럼 보입니다. 이 현상은 입자가 블랙홀 가장자리에 자연적으로 나타나는 호킹 복사와 밀접한 관련이 있기 때문에 과학자들은 오랫동안 이를 감지하려고 노력해 왔습니다. 상대방의 존재에 대한 힌트. 그러나 이것은 불가능합니다. 어쨌든 이전에는 물리학자들이 그렇게 생각했습니다.
왜 그것을 증명하기가 어려운가?
호킹 방사선 테스트와 유사블랙홀이 필요하기 때문에 언루 효과가 볼 수 있는 빛을 생성하려면 엄청난 가속이 필요합니다. 그것은 너무 약해서 현대 기술을 사용하여 측정할 수 없는 것으로 생각되었습니다.
양자 이론에 따르면, 정지 원자는 다음과 같이 할 수 있습니다.실제 광자가 전자 중 하나를 자극할 때만 에너지를 증가시킵니다. 그러나 가속하는 원자의 경우 양자장 변동이 실제 광자처럼 "보일" 수 있습니다. 그의 "관점"에서 볼 때 원자를 가열하는 따뜻한 빛 입자 모음을 통해 이동할 것입니다. 이러한 따뜻함은 언루 효과(Unruh effect)의 명백한 징후일 수 있습니다.
문제는 얻을 가속도입니다Large Hadron Collider에서도 불가능합니다. 원자는 100만분의 1초 이내에 빛의 속도로 가속되어야 하며, 현대의 탐지기가 감지할 수 있는 충분한 빛을 방출하려면 초당 1000조 미터의 힘을 받아야 합니다.
간단히 말해서 이 효과를 보려면짧은 시간 동안 놀라운 가속력만 있으면 됩니다. 인류가 사용할 수 있는 속도를 사용한다면 우주가 존재하는 것보다 더 많은 시간을 기다려야 할 것입니다.
과학자들은 어떤 실험을 생각해 냈습니까?
그러나 물리학자들은 실험 방법을 알아냈습니다.고강도 레이저를 사용한 Unruh 효과. 가속 입자에 작용하면 측정할 수 있을 정도로 그 효과가 높아진다는 것이 밝혀졌다. 과학자들은 또한 입자의 가속과 감속의 균형을 섬세하게 조절하여 가속된 물질을 투명하게 만드는 것이 가능하다는 것을 발견했습니다.
어떻게 작동합니까?
양자요동이 조밀해진다광자 덕분에. 이는 원자가 고강도 레이저 광의 영향을 받아 진공 상태에서 강제로 이동하게 되면 이론적으로는 상당히 낮은 가속도에서도 언루 효과가 발생할 수 있다는 것을 의미합니다. 에너지 수준을 높이는 것입니다. 생성된 열은 결국 Unruh 효과를 약화시킵니다.
그러나 물리학자들은 할 수 있는 해결책을 제시했습니다.광자는 보이지 않습니다. 원자가 광자 장을 통과해야 한다면 특정 주파수의 광자를 "볼 수" 없으므로 원자가 실제로 볼 수 없게 됩니다. 결국 이러한 모든 해결 방법을 순차적으로 결합함으로써 과학자들은 특정 주파수의 빛에서 Unruh 효과를 테스트할 수 있게 될 것입니다.
결론은 무엇입니까?
실험을 현실로 만드는 것은 쉽지 않을 것입니다. 과학자들은 마이크로파 빔을 조사하여 전자를 빛의 속도로 가속하는 실험실 입자 가속기를 만들 예정입니다. 효과가 발견되면 이를 사용하여 실험을 수행하여 아인슈타인의 이론 사이의 연관성을 찾을 것입니다. 상대성과 양자역학. 이것은 물리학의 가장 큰 문제 중 하나입니다. 또한, 과학자들은 언루 효과를 관찰함으로써 블랙홀에 대한 호킹의 정확성을 확인할 것입니다.
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