Fyzici vymysleli způsob, jak vidět nepolapitelný „abnormální efekt“ v laboratoři

Obrázek článku s názvem Fyzici vymysleli způsob, jak vidět — Vyjasnění: Carl Gustafson

Tým fyziků tvrdí, že ano Objevili dvě vlastnosti urychlující hmoty, o kterých se domnívají, že by mohly zviditelnit bezprecedentní typ záření. nově popsané Tyto vlastnosti znamenají, že monitorování záření – nazývané Unruhův efekt – může probíhat v experimentu ve stolní laboratoři.

Unruhův efekt v přírodě teoreticky vyžaduje absurdní množství zrychlení, aby byl viditelnýa protože je viditelný pouze z pohledu objektu zrychlujícího se ve vakuu, je v podstatě nemožné jej vidět. Ale díky nedávnému pokroku může být možné sledovat Unruhův efekt v laboratorním experimentu.

V novém výzkumu tým vědců popisuje dva dříve neznámé aspekty kvantového pole, které mohou znamenat, že Unruhův efekt lze pozorovat přímo. První je, že účinek může být zesílen, což znamená, že typicky slabý účinek může být za určitých podmínek v pokušení stát se výraznějším. Druhým jevem je, že dostatečně urychlený atom se může stát průhledným. Výzkum týmu byl zveřejněno Letos na jaře ve fyzických recenzních dopisech.

Unruhův efekt (nebo Fulling-Davies-Unruhův efekt, tak pojmenovaný pro fyziky, kteří poprvé navrhli jeho existenci v 70. letech 20. století) je jev předpovídaný kvantovou teorií pole, která říká, že entita (ať už částice nebo kosmická loď) zrychlující se v vakuum bude svítit – i když tato záře nebýt viditelnýAno Žádný vnější pozorovatel také nezrychluje ve vakuu.

„Průhlednost vyvolaná zrychlením znamená, že díky povaze jeho pohybu je detektor Unruh Effect transparentní vůči denním směnám,“ uvedla Barbara Chuda, fyzička z University of Waterloo a hlavní autorka studie. videohovor. s Gizmodo. Stejně jako je Hawkingovo záření vyzařováno černými dírami, zatímco jejich gravitace přitahuje částice, je Unro efekt vyzařován objekty, když zrychlují vesmírem.

G/O Media může získat provizi

Existuje několik důvodů, proč nebyl Unruhův efekt přímo pozorován. Za prvé, efekt vyžaduje směšné množství lineárního zrychlení; K dosažení teploty 1 K, při které zrychlující pozorovatel vidí záři, pozorovatel Musí se to urychlitGV 100 kvintilionů metrů za sekundu čtvereční. Unruh termální efekt záře; Pokud se objekt zrychluje rychleji, teplota záře Bude tepleji.

Předchozí metody pozorování účinku Unruh navrhl. ale toto Tým věří, že má díky svým zjištěním přesvědčivou šanci pozorovat účinek O vlastnostech kvantového pole.

„Chceme vytvořit přizpůsobený experiment, který dokáže jednoznačně odhalit Unruhův efekt, a poté poskytnout platformu pro studium různých relevantních aspektů,“ řekl Viveshek Sudhir, fyzik z MIT a spoluautor nejnovější práce. „Jednoznačně je zde klíčová charakteristika: v urychlovači částic jsou to skutečně skupiny částic, které jsou urychlovány, což znamená, že odvodit velmi přesný Unruhův efekt z prostředí různých interakcí mezi částicemi ve skupině je velmi obtížné.“

Sudhir uzavřel: „V jistém smyslu musíme provést přesnější měření vlastností jedné, dobře definované urychlující částice, což není účel, pro který byly urychlovače částic vyrobeny.“

Očekává se, že Hawkingovo záření bude vyzařováno černými dírami, jako jsou tyto dvě zobrazené teleskopem Event Horizon Telescope.

Jádrem jejich navrhovaného experimentu je vyvolat Unruhův efekt v laboratorním prostředí s použitím atomu jako detektoru Unruhova efektu. Odstřelením jediného atomu fotony by tým pozdvihl částici do vyššího energetického stavu a její průhlednost způsobená zrychlením by ztlumila částici do jakéhokoli každodenního hluku, který by zmatnil přítomnost Unruhova efektu.

Indukcí částice laserem „zvýšíte pravděpodobnost, že uvidíte Unruhův efekt, a pravděpodobnost se zvýší o počet fotonů v poli,“ řekl Oda. „A toto číslo může být obrovské, v závislosti na tom, jak silný je váš laser.“ Jinými slovy, protože výzkumníci by mohli udeřit s částicí kvadrilion shotony, zvyšují pravděpodobnost Unruhova efektu o 15 řádů.

Protože je Unruhův efekt v mnoha ohledech podobný Hawkingovu záření, vědci se domnívají, že dvě vlastnosti kvantového pole, které nedávno popsali, lze použít k excitaci Hawkingova záření a implikovat gravitační průhlednost. Vzhledem k tomu, že Hawkingovo záření nebylo nikdy pozorováno, může být odplynění Unruhovým efektem krokem k tomu Lepší pochopení teoretické záře kolem černých děr.

Tyto výsledky samozřejmě mnoho neznamenají, pokud není Unruhův efekt přímo pozorovatelný v laboratorním prostředí – další krok výzkumníků. přesně kdy Tento experiment bude proveden, ale ještě se uvidí.

VÍCE: Black Hole Lab ukazuje, že Stephen Hawking měl samozřejmě pravdu