[ad_1]

محققان نظریه جدیدی را برای مشاهده خلا کوانتومی ایجاد کرده اند که می تواند منجر به بینش جدیدی در مورد رفتار سیاهچاله ها شود.

اثر Unruh فیزیک کوانتوم و تئوری نسبیت را با هم ترکیب می کند. تا پیش از این امکان اندازه گیری یا مشاهده وجود نداشت ، اما اکنون یک مطالعه جدید توسط تیمی به رهبری دانشگاه ناتینگهام روشن کرده است که چگونه می توان با کمک ذرات صدا به این مهم دست یافت. تحقیقات این تیم امروز در ژورنال منتشر شد نامه های معاینه فیزیکی.

اثر Unruh نشان می دهد اگر با شتاب شدید در خلا quant کوانتومی پرواز کنید ، خلا دیگر دیگر شبیه خلاuum نیست: بلکه مانند حمامی گرم و پر از ذرات به نظر می رسد. این پدیده ارتباط نزدیکی با تابش هاوکینگ از سیاهچاله ها دارد.

یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه سیاه چاله دانشگاه ناتینگهام با همکاری دانشگاه بریتیش کلمبیا و دانشگاه صنعتی وین نشان داده است که می توانید به جای مطالعه خلا theی که در آن ذرات به طور ناگهانی هنگام شتاب دیدن می شوند ، می توانید ابر دو بعدی از اتم های بسیار سرد ایجاد کنید. (میعانات بوز-انیشتین) ، که در آن ذرات صدا ، تلفنهای فونون ، توسط یک ناظر شتاب زده در خلا quiet بی صدا فونون شنیده می شوند. صدا توسط آشکارساز ایجاد نمی شود ، بلکه صدای موجود را فقط به دلیل شتاب می شنود (آشکارساز غیر شتاب دهنده هنوز چیزی نمی شنود).

خلاuum پر از ذرات است

یکی از ایده های اصلی نظریه نسبیت آلبرت اینشتین این است: نتایج اندازه گیری ها می تواند به وضعیت حرکت مشاهده گر بستگی داشته باشد. ساعت چقدر سریع تیک می خورد؟ طول جسم چقدر است؟ طول موج پرتوی نور چقدر است؟ هیچ پاسخی جهانی برای این وجود ندارد ، نتیجه نسبی است – این به سرعت مشاهده ناظر بستگی دارد. اما در مورد این سوال که آیا منطقه ای از فضا خالی است یا خیر؟ آیا حداقل دو ناظر نباید در این مورد توافق کنند؟

خیر – زیرا آنچه از نظر یک ناظر خالی کامل به نظر می رسد ممکن است ازدحام ذرات و تشعشعات برای دیگری باشد. اثر Unruh ، که در سال 1976 توسط ویلیام Unruh کشف شد ، می گوید که برای یک ناظر بسیار شتاب آور ، خلا دارای دما است. این امر به دلیل ذرات به اصطلاح مجازی است که همچنین تأثیرات مهم دیگری مانند تابش هاوکینگ را که باعث تبخیر سیاهچاله ها می شود نیز بر عهده دارند.

دکتر سباستین ارن که چند ماه پیش به عنوان عضوی از ESQ از دانشگاه ناتینگهام در انستیتوی اتمی دانشگاه فناوری وین آمده بود ، توضیح می دهد: “مشاهده مستقیم اثر Unruh ، همانطور که ویلیام Unruh توصیف کرده است ، امروز برای ما کاملاً غیرممکن است.” “شما برای دیدن حتی کوچکترین اثر Unruh به یک دستگاه اندازه گیری نیاز دارید که تقریباً با سرعت نور در یک میکرو ثانیه شتاب گرفته باشد – ما نمی توانیم این کار را انجام دهیم.” با این حال ، روش دیگری برای یادگیری در مورد این اثر عجیب وجود دارد: استفاده از شبیه سازهای کوانتومی به اصطلاح.

شبیه سازهای کوانتومی

یورگ اشمیدمایر از دانشگاه صنعتی وین گفت: “بسیاری از قوانین فیزیک کوانتوم جهانی هستند. می توان نشان داد که این قوانین در سیستم های مختلف وجود دارد. می توان از فرمول های مشابه برای توضیح سیستم های کوانتومی کاملاً متفاوت استفاده کرد.” “این بدان معنی است که شما اغلب می توانید با مطالعه یک سیستم کوانتومی متفاوت ، چیز مهمی در مورد یک سیستم کوانتومی خاص یاد بگیرید.”

دکتر سیسکو گودینگ از آزمایشگاه سیاه چاله گفت: “شبیه سازی یک سیستم با سیستم دیگر به ویژه برای درک سیاهچاله ها بسیار مفید است ، زیرا سیاهچاله های واقعی به طور مثر غیرقابل دسترسی هستند.” “در مقابل ، سیاهچاله های آنالوگ به راحتی می توانند در اینجا در آزمایشگاه تولید شوند.”

این امر در مورد اثر Unruh نیز صدق می کند: اگر نسخه اصلی به دلایل عملی قابل اثبات نباشد ، می توان سیستم کوانتومی دیگری ایجاد و مورد مطالعه قرار داد تا اثر را در آنجا ببیند.

ابرهای اتمی و پرتوهای لیزر

همانطور که یک ذره در فضای خالی یک “اغتشاش” است ، در میعانات سرد بوز- اینشتین نیز بی نظمی وجود دارد – بی نظمی های کوچک (امواج صوتی) که به صورت امواج منتشر می شوند. همانطور که اکنون نشان داده شده است ، چنین بی نظمی هایی باید توسط پرتوهای لیزر ویژه تشخیص داده شوند. با استفاده از ترفندهای خاص ، میعانات بوز- اینشتین با وجود تعامل با نور لیزر ، با اندازه گیری حداقل آشفته می شود.

یورگ اشمیدمایر توضیح می دهد: “اگر پرتوی لیزر را طوری حرکت دهید که نقطه روشنایی بالاتر از میعانات بوز-انیشتین حرکت کند ، این مربوط به مشاهده کننده ای است که از فضای خالی در حال حرکت است. اگر پرتوی لیزر را با یک حرکت شتاب دار روی ابر اتمی هدایت کنید ، پس باید برای اینکه بتوانیم اغتشاشاتی را که در حالت ثابت قابل مشاهده نیستند ، تشخیص دهیم – همانطور که یک مشاهده گر شتاب گرفته در خلاuum ، یک حمام حرارتی را درک می کند که در دسترس ناظر ثابت نیست. “

پروفسور سیلک وینفورتنر ، مجری آزمایشگاه سیاه چاله در دانشگاه ناتینگهام ، گفت: “تاکنون اثر Unruh ایده ای انتزاعی بوده است.” بسیاری امید به آزمایش آزمایشی را از دست داده بودند. امکان گنجاندن یک آشکارساز ذرات در شبیه سازی کوانتوم ، ایده جدیدی از مدل های نظری به دست می دهد که در غیر این صورت به صورت آزمایشی در دسترس نیستند. “

در حال حاضر برنامه ریزی مقدماتی برای انجام نسخه ای از آزمایش با استفاده از هلیوم فوق روان در دانشگاه ناتینگهام در حال انجام است. یورگ اشمیدمایر توضیح می دهد: “این امکان وجود دارد ، اما زمان زیادی لازم است و موانع فنی برای غلبه بر آن وجود دارد.” “اما این یک روش عالی برای یادگیری در مورد یک اثر مهم است که زمانی عملاً غیر قابل مشاهده بود.”

[ad_2]

منبع: khabar-erfan.ir