Det största hindret för forskning inom området fundamental fysik är oförmågan att testa
Vad förutspådde Hawking?
År 1974 överraskade Stephen Hawking fysiker runt om i världen genom att hävda att den extrema gravitationskraften vid händelsehorisonterna för svarta hålDe kommer att avge dem tills de är utmattade.energi och kommer att avdunsta helt.
Innan Hawking lade fram sin revolutionerande teori trodde man att svarta hål var perfekta svarta objekt från vilka inga partiklar kundeFysikern är dock säker på att de har sin egen strålning.I grund och botten är det en kvantprocess av värmestrålning som svarta hål spontant avger.På så sätt minskar de svarta hålens massa, deras rotationsenergi, gradvis.Som ett resultat kan de försvinna helt.
Vad är Unruh-effekten?
Fulling-Davis-Unruh-effekten föreslogs först i 1970s.It är en av kvantfältteorins många förutsägelser .Faktum är att varje "ficka" i rymden är fylld med oändliga vibrationer på kvantskala.Om de får tillräckligt med energi kommer de spontant att "explodera" i partikel-antipartikelpar som nästan omedelbart förintasEnligt teorin är varje partikel , vare sig det är materia eller ljus , helt enkelt en lokaliserad excitation av detta kvantfält.
Vad har de gemensamt?
Unruh-effekten gör att rymden runt snabbt accelererande objekt ser ut att vara fylld med en mängd virtuella partiklar som gerEftersom den är nära besläktad med Hawkingstrålning, där partiklar spontant dyker upp vid kanterna av svarta hål, har forskare länge försökt upptäcka den ena som en antydan om existensen av den andra.Det var i alla fall vad fysiker brukade tro.
Varför är det svårt att bevisa dem?
Precis som man behöver ett svart hål för att testa Hawkingstrålningen, är effektenUnruh kräver enorma accelerationer för att producera ett sken som kan ses. Man trodde att den var så ljussvag att den inte kunde mätas med dagens teknik.
Enligt kvantteorin kan en stationär atom bara öka sin energi när en riktig foton exciteras Men för en accelererande atom kan fluktuationer i kvantfältetFrån sin "synvinkel" kommer den att röra sig genom en klump av varma ljuspartiklar som värms uppDenna värme kan vara ett tecken på Unruh-effekten.
Problemet är vilken acceleration man ska fåomöjligt även vid Large Hadron Collider. En atom måste accelerera till ljusets hastighet på mindre än en miljondels sekund, samtidigt som den upplever en kraft på en kvadriljon meter per sekund i kvadrat, för att avge tillräckligt med ljus som moderna detektorer kommer att upptäcka.
Med enkla ord, för att se denna effekt bakomen kort tidsperiod behöver du bara otrolig acceleration. Om vi använder de hastigheter som är tillgängliga för mänskligheten kommer vi att behöva vänta längre tid än vad universum existerar.
Vilket experiment kom forskarna på?
Men fysiker kom på hur man experimenterade medUnruh-effekt med högintensiva lasrar. Det visade sig att om de verkar på en accelererad partikel kommer effekten att öka så mycket att den går att mäta. Forskarna upptäckte också att det är möjligt att göra accelererad materia transparent genom att noggrant balansera accelerationen och retardationen av partiklar.
Hur kommer det att fungera?
Kvantfluktuationer blir täta tack vare fotoner, vilket innebär att en atom som tvingas röra sig i vakuum under påverkan av ljuset från en högintensiv laser teoretiskt sett kan Problemet är att atomen kanInteragera samtidigt med laserljus, absorbera det och därmed öka dess energinivå.Värmen som genereras kommer så småningom att dränka Unruh-effekten.
Om en atom måste "bryta igenom" fältet av fotoner, låt den då "inte se" fotoner med en viss frekvens, vilket duger Som ett resultat, genom att konsekvent kombinera alla dessa lösningar, kommer forskare att kunnatesta Unruh-effekten vid en specifik ljusfrekvens.
Vad är slutresultatet?
Det kommer inte att bli lätt att förverkliga experimentet. Forskare kommer att byggaEn laboratoriepartikelaccelerator som accelererar en elektron till ljusets hastighet genom att bestråla den med en mikrovågsstråle. Om de hittarkommer de att utföra experiment som kommer att hitta en koppling mellan Einsteins relativitetsteori och kvantmekaniken.Detta är ett av fysikens största problem.Unruh, forskare kommer att bekräfta Hawkings poäng om svarta hål.
Läs mer:
"Detta är science fiction": forskare skapar en fundamentalt ny typ av kvantdatorer
En ultrasnabb kvantdator har skapats som utför en operation på 6,5 nanosekunder
Vad är supergener och hur gör de djur så konstiga