Температуру простору-часу вимірять надточним квантовим термометром

Міжнародна група вчених, включаючи експертів з Університету Аделаїди в Австралії, розробила квантовий

термометр для вимірювання наднизьких температур простору та часу. Їх передбачив Альберт Ейнштейн і вони вписуються в закони квантової механіки.

Дослідженням керував професор Джеймс До.Квач з Університету Аделаїди, науковий співробітник Школи фізичних наук та Інституту фотоніки та перспективних датчиків з Університету Аделаїди.

Теоретична конструкція квантового термометра заснована на технології, яка використовується для створення квантових комп'ютерів.

Раніше Ейнштейн передбачив, що швидкість,з якою ви сприймаєте плин часу, залежить від тієї, з якою ми рухаємося. Умовно кажучи, людина, яка рухається дуже швидко, старіє повільніше, ніж той, хто стоїть на місці. Припущення допомогло розробити загальну теорію відносності. Згідно з нею, простір і час разом діють як тканина, яка може згинатися і деформуватися.

Діаграма простору-часу, поділена начотири квадранти: лівий і правий клини Ріндлера, а також світлові конуси майбутнього і минулого. Вакуумний стан можна описати як заплутаний стан між клинами Ріндлера або між світловими конусами. Для спостерігача в одному з цих квадрантів (наприклад, у майбутньому) відстежувати неспостережуваних режимів (наприклад, у минулому) призводить до (подібного часу) ефекту Унру. Стрілка представляє просторово-часову траєкторію детектора. Автори та права: DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.160401

Зв'язок між температурою та прискоренняманалогічна зв'язку між часом і швидкістю. Різні спостерігачі, що рухаються з різним прискоренням, сприймають різну, хоча і незначну, різницю температур.

У 1976 році канадський фізик Вільям Унруоб'єднав роботу Ейнштейна з іншою фундаментальною теорією сучасної фізики, квантовою механікою, і передбачив, що тканина простору-часу відрізняється дуже низькою температурою. Примітно, що вона змінювалася залежно від того, наскільки швидко рухається об'єкт.

Щоб спостерігати це, треба рухатись дуже швидко.При цьому, щоб побачити зміну температури хоча б на один градус, потрібно рухатися зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Досі ці екстремальні швидкості заважали вченим перевірити теорію Унру. Тепер квантовий термометр можна побудувати за допомогою сучасних технологій, підкреслюють вчені.

Робота команди має важливі наслідки майбутніх досліджень. Квантовий термометр можна використовувати для вимірювання наднизьких температур з точності, недоступною для звичайних пристроїв.

Читати далі:

Живі організми зробили Марс непридатним для проживання.

Найсильніше зіткнення чорних дірок у Всесвіті довело теорію Ейнштейна

Кістки в печері «Опівнічного жаху» ретельно вивчили і знайшли там незрозумілі сліди.