Gelombang suara dari vakum kuantum ke laboratorium lubang hitam

Kredit: Universitas Nottingham

Para peneliti telah mengembangkan teori baru untuk pengamatan vakum kuantum yang dapat menciptakan wawasan baru tentang perilaku lubang hitam.

Efek Uruhu menggabungkan fisika kuantum dan teori relativitas. Ini belum mungkin untuk mengukur atau mengamatinya, tetapi sebuah studi baru oleh tim yang dipimpin oleh University of Nottingham menjelaskan bagaimana hal itu dapat dicapai dengan menggunakan partikel suara. Penelitian tim dipublikasikan di jurnal Today Surat ulasan fisik.

Efek Anruh menunjukkan bahwa jika Anda terbang melalui ruang hampa kuantum dengan percepatan intens, ruang hampa tidak akan lagi terlihat seperti ruang hampa: melainkan akan terlihat seperti bak mandi air panas yang penuh dengan partikel. Fenomena ini erat kaitannya dengan radiasi Hawking dari lubang hitam.

Sebuah tim peneliti dari Laboratorium Lubang Hitam Nottingham bekerja sama dengan Universitas British Columbia dan Universitas Teknologi Wina telah menunjukkan bahwa Anda dapat membuat awan dua dimensi dari atom-atom super-dingin (kondensat Bose-Einstein) ) Di mana partikel suara, fonon dapat didengar oleh pengamat kurus dalam vakum fonon senyap. Suara tidak dibuat oleh detektor, tetapi hanya mendengar apa yang disebabkan oleh percepatan (detektor yang tidak dipercepat masih tidak akan mendengar apa pun).

Kekosongan itu penuh dengan partikel

Salah satu gagasan paling awal dari teori relativitas Albert Einstein: hasil pengukuran dapat bergantung pada keadaan gerak pengamat. Seberapa cepat jam tangan berdetak? Berapa panjang benda tersebut? Berapa panjang gelombang sinar cahaya? Tidak ada jawaban universal, hasilnya relatif – tergantung seberapa cepat pengamat bergerak, tapi bagaimana dengan pertanyaan apakah masih ada ruang tersisa? Bukankah seharusnya dua pengamat setidaknya setuju?

Tidak – karena bagi pengamat, apa yang tampak seperti kehampaan sempurna bisa jadi merupakan sentakan tajam partikel dan radiasi lainnya. William Uruh 19 Efek Unruh, ditemukan pada tahun 1976, menyatakan bahwa ada suhu vakum untuk pengamat yang berakselerasi cepat. Ini karena apa yang disebut partikel virtual, yang juga bertanggung jawab atas efek penting lainnya, seperti radiasi Hawking, yang menyebabkan lubang hitam menguap.

“Sangat tidak mungkin bagi kita hari ini untuk mengamati efek Uruhu secara langsung, seperti yang dijelaskan oleh William Uruh,” jelas Dr. Sebastian Ern, seorang anggota ESQ dari Universitas Nottingham yang menghadiri Institut Atom dari Universitas Teknologi Wina. Beberapa bulan yang lalu. “Efek miniatur kecil প্রয়োজন Anda membutuhkan alat pengukur untuk mempercepat kecepatan cahaya hampir dalam mikrodetik untuk melihat apa yang tidak dapat kami lakukan.” Namun, ada cara lain untuk mengetahui tentang efek aneh ini: menggunakan apa yang disebut simulator kuantum.

Simulator kuantum

“Banyak hukum fisika kuantum bersifat universal. Ini terlihat dalam sistem yang sangat berbeda. Seseorang dapat menggunakan rumus yang sama untuk menjelaskan sistem kuantum yang sama sekali berbeda, “kata J ার্ rg Schmidmeier dari Universitas Teknologi Wina.” Ini berarti bahwa Anda sering kali dapat mempelajari sesuatu yang penting tentang sistem kuantum tertentu dengan mempelajari sistem kuantum yang berbeda. “

Dr. Cisco Gooding dari Laboratorium Lubang Hitam menekankan, “Simulasi satu sistem dengan sistem lainnya sangat efektif untuk memahami lubang hitam, karena lubang hitam yang sebenarnya dapat diakses secara efektif.” “Sebaliknya, lubang hitam analog dapat disiapkan langsung di lab di sini.”

Ini juga berlaku untuk efek Anruh: jika karena alasan praktis versi aslinya tidak dapat ditampilkan, mungkin ada sistem kuantum lain yang dibuat dan diuji untuk melihat efeknya.

Awan atom dan sinar laser

Sebagaimana sebuah partikel merupakan “gangguan” di ruang angkasa, demikian pula kondensat Bose-Einstein yang dingin juga memiliki ketidakstabilan – penyimpangan kecil (gelombang suara) yang merambat dalam gelombang. Seperti yang ditunjukkan sekarang, ketidakteraturan seperti itu harus dideteksi dengan sinar laser khusus. Menggunakan teknik khusus, kondensat Bose-Einstein sedikit terganggu oleh pengukuran, meskipun interaksinya dengan sinar laser.

J গ rg Schmidmeier menjelaskan: “Jika Anda melepaskan sinar laser, iluminasi melewati fusi Bose-Einstein, yang cocok dengan pengamat melalui ruang angkasa. Jika Anda memandu sinar laser dengan kecepatan yang dipercepat di atas awan atom, Anda harus dapat mendeteksi gangguan yang tidak terlihat di bidang stasioner – seperti halnya monitor kulit di ruang angkasa yang dapat merasakan rendaman panas yang tidak ada di pengamat diam. “

“Sampai sekarang, efek paha merupakan konsep yang abstrak,” kata Profesor Silk Weinferner, yang mengepalai Laboratorium Lubang Hitam di Universitas Nottingham. Kemungkinan menambahkan detektor partikel ke simulasi kuantum akan memberi kita wawasan baru ke dalam model teoretis yang tidak dapat diakses secara eksperimental. ”

Rencana pendahuluan sedang dilakukan agar University of Nottingham menggunakan versi eksperimen menggunakan superfluid helium. “Ini mungkin, tetapi sangat memakan waktu dan ada hambatan teknis untuk mengatasinya,” J জ rg Schmidmeyer menjelaskan. “Tapi itu akan menjadi cara yang bagus untuk mempelajari tentang dampak penting yang sebelumnya dianggap tidak dapat diterima.”

Referensi: “Detektor Anruh Interferometri untuk Kondensat Bose-Einstein” oleh Cisco Gooding, Stephen Berman, Sebastian Arn, Jorma Loco, William G. Uruh, Joarg Schmidmeier dan Silk Weinfartner, 20 November 2020 Surat ulasan fisik.
DOI: 10.1103 / Fizer Violet 125.213603

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

36 galaksi kerdil secara bersamaan memiliki “baby boom” bintang baru

Penemuan tak terduga Rutgers menantang teori modern tentang bagaimana galaksi tumbuh, dan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Penulis: Universitas Rutgers-New Brunswick Sungguh...

Banyak pasien dengan COVID-19 menghasilkan respons imun yang menyerang jaringan dan organ mereka sendiri.

Sebuah studi yang dipimpin oleh University of Birmingham, yang didanai oleh Konsorsium Imunologi Coronavirus Inggris, menemukan bahwa banyak pasien dengan COVID-19 menimbulkan respons kekebalan...

Sains mudah dibuat: apa itu neutrino steril?

Neutrino steril adalah jenis neutrino khusus yang telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil eksperimen yang tidak terduga, tetapi belum ditemukan secara pasti. Para...

Kekeringan jangka panjang mengambil alih AS bagian barat – Tanah dan tanaman berjatuhan

5 Juni 2021 Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda sebagian besar wilayah Amerika Serikat dari Pegunungan Rocky hingga Pantai Pasifik. Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda...

Energi matahari dan angin dapat meredakan konflik di sekitar bendungan Renaisans Ethiopia di timur laut Afrika

Megaplatinum terletak di Ethiopia, dekat perbatasan dengan Sudan. Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Afrika. Penulis: © Google Sebuah studi baru...

Newsletter

Subscribe to stay updated.