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

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

Obraz artykułu zatytułowanego Fizycy opracowali sposób, aby zobaczyć

Wyjaśnienie: Carl Gustafson

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 indukowana przyspieszeniem oznacza, że ​​sprawia ona, 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 efektu termicznego Unruh; Jeśli obiekt przyspiesza szybciej, temperatura jarzenia Będzie cieplej.

Dotychczasowe 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, co nie jest celem, dla którego akceleratory cząstek zostały stworzone”.

Oczekuje się, że promieniowanie Hawkinga będzie emitowane przez czarne dziury, takie jak te dwie sfotografowane przez Teleskop Event Horizon.

Oczekuje się, że promieniowanie Hawkinga będzie emitowane przez czarne dziury, takie jak te dwie sfotografowane przez Teleskop Event Horizon.
obrazek: Współpraca EHT

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, „zwiększy się prawdopodobieństwo zauważenia efektu Unruha, a prawdopodobieństwo wzrosnie wraz z liczbą fotonów w polu” – powiedział Oda. „A liczba ta może być ogromna, w zależności od mocy 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 efekt Unruha nie jest bezpośrednio obserwowany 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

You May Also Like

About the Author: Ellen Doyle

"Introwertyk. Myśliciel. Rozwiązuje problemy. Specjalista od złego piwa. Skłonny do apatii. Ekspert od mediów społecznościowych. Wielokrotnie nagradzany fanatyk jedzenia."

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.