Fizycy opracowali sposób na zobaczenie nieuchwytnego „nienormalnego efektu” w laboratorium

Zespół fizyków twierdzi, że tak Odkryli dwie właściwości przyspieszającej materii, które ich zdaniem mogą uwidocznić bezprecedensowy rodzaj promieniowania. nowo opisane Właściwości te oznaczają, że monitorowanie promieniowania – zwanego efektem Unruha – może mieć miejsce w eksperymencie laboratoryjnym na stole.

Efekt Unruha w naturze teoretycznie wymaga absurdalnego przyspieszenia, aby był widocznya ponieważ jest widoczny tylko z perspektywy obiektu przyspieszającego w próżni, jest zasadniczo niemożliwy do zobaczenia. Ale dzięki ostatnim postępom możliwe będzie obserwowanie efektu Unruha w eksperymencie laboratoryjnym.

W nowych badaniach zespół naukowców opisuje dwa nieznane wcześniej aspekty pola kwantowego, które mogą oznaczać, że efekt Unruha można zaobserwować bezpośrednio. Po pierwsze, efekt można wzmocnić, co oznacza, że ​​zazwyczaj słaby efekt może ulec pokusie, aby w pewnych warunkach stał się bardziej wyraźny. Drugim zjawiskiem jest to, że wystarczająco przyspieszony atom może stać się przezroczysty. Badania zespołu były: opublikowany Tej wiosny w fizycznych pismach przeglądowych.

Efekt Unruha (lub efekt Fullinga-Daviesa-Unruha, tak nazwany na cześć fizyków, którzy jako pierwsi zaproponowali jego istnienie w latach 70.) jest zjawiskiem przewidzianym przez kwantową teorię pola, która stwierdza, że ​​jednostka (czy to cząstka, czy statek kosmiczny) przyspieszająca próżnia będzie świecić – chociaż ta poświata nie będziebądź widocznytak Żaden obserwator zewnętrzny również nie przyspiesza w próżni.

„Przezroczystość wywołana przyspieszeniem oznacza, że ​​sprawia, że ​​detektor Unruh Effect jest przezroczysty dla codziennych zmian, ze względu na charakter jego ruchu”, powiedziała Barbara Chuda, fizyk z University of Waterloo i główny autor badania, wideo rozmowa. z Gizmodo. Tak jak promieniowanie Hawkinga jest emitowane przez czarne dziury, podczas gdy ich grawitacja przyciąga cząstki, tak efekt Unro jest emitowany przez obiekty, które przyspieszają w przestrzeni.

Istnieje kilka powodów, dla których efekt Unruha nie został bezpośrednio zaobserwowany. Po pierwsze, efekt wymaga absurdalnego przyspieszenia liniowego; Aby osiągnąć temperaturę 1 K, w której przyspieszający obserwator widzi poświatę, obserwator Musi być przyspieszonyGV 100 trylionów metrów na sekundę kwadratową. Blask termiczny efekt Unruh; Jeśli obiekt przyspiesza szybciej, temperatura jarzenia Będzie cieplej.

Poprzednie metody obserwacji działania Unruh zasugerował. ale to Zespół uważa, że ​​dzięki swoim odkryciom mają nieodpartą szansę zaobserwowania efektu O właściwościach pola kwantowego.

„Chcemy zbudować dostosowany eksperyment, który może jednoznacznie ujawnić efekt Unruha, a następnie zapewnić platformę do badania różnych istotnych aspektów” – powiedział Viveshek Sudhir, fizyk z MIT i współautor najnowszej pracy. „Jednoznacznie kluczową cechą jest tutaj: w akceleratorze cząstek tak naprawdę przyspieszane są grupy cząstek, co oznacza, że ​​bardzo trudno jest wywnioskować bardzo precyzyjny efekt Unruha z ośrodka różnych interakcji między cząstkami w grupie”.

Sudhir podsumował: „W pewnym sensie musimy dokonać dokładniejszego pomiaru właściwości pojedynczej, dobrze określonej przyspieszającej cząstki, do czego akceleratory cząstek nie są przeznaczone”.

Sednem proponowanego przez nich eksperymentu jest indukowanie efektu Unruha w warunkach laboratoryjnych, przy użyciu atomu jako detektora efektu Unruha. Wystrzeliwując pojedynczy atom fotonami, zespół podniósłby cząstkę do wyższego stanu energetycznego, a jej przezroczystość spowodowana przyspieszeniem wytłumiłaby cząstkę wszelkimi codziennymi hałasami, które mogłyby zaciemnić obecność efektu Unruha.

Indukując cząsteczkę za pomocą lasera, Oda powiedział: „Zwiększysz prawdopodobieństwo zobaczenia efektu Unruha, a prawdopodobieństwo wzrosnie o liczbę fotonów w polu”. „A liczba ta może być ogromna, w zależności od mocy twojego lasera”. Innymi słowy, ponieważ naukowcy mogą uderzyć z cząsteczką kwadrylion shotony, zwiększają prawdopodobieństwo wystąpienia efektu Unruha o 15 rzędów wielkości.

Ponieważ efekt Unruha jest pod wieloma względami podobny do promieniowania Hawkinga, naukowcy uważają, że dwie właściwości pola kwantowego, które niedawno opisali, mogą być wykorzystane do wzbudzenia promieniowania Hawkinga i implikować przezroczystość grawitacyjną. Ponieważ promieniowania Hawkinga nigdy nie zaobserwowano, odgazowanie z efektem Unruha może być krokiem w tym kierunku Lepsze zrozumienie teoretycznego blasku wokół czarnych dziur.

Oczywiście te wyniki nie znaczą wiele, jeśli efektu Unruha nie można bezpośrednio zaobserwować w warunkach laboratoryjnych – kolejny krok naukowców. dokładnie kiedy Ten eksperyment zostanie przeprowadzony, jednak dopiero się okaże.

WIĘCEJ: Black Hole Lab pokazuje, że Stephen Hawking miał rację, oczywiście