Използвайки верига от атоми в един файл, за да моделират хоризонта на събитията на черна дупка, физиците наблюдават еквивалента на това, което наричаме Радиация на Хокинг – частици, родени от смущението на квантовите флуктуации, причинени от празнината пространство-време на черна дупка.
Това, казват те, може да помогне за разрешаване на противоречието между две понастоящем несъвместими рамки за описание на Вселената: общата теория на относителността, която описва поведението на гравитацията като непрекъснато поле, известно като пространство-време, и квантовата механика, която описва поведението на дискретни частици използване на математически вероятности За да се създаде единна теория за квантовата гравитация, която може да се прилага универсално, тези две несъвместими теории трябва да намерят начин някак си да се разбират.
Тук влизат в действие черните дупки – може би най-странните, екстремни обекти във Вселената. Тези масивни обекти са толкова невероятно плътни, че на определено разстояние от центъра на масата на черната дупка никоя скорост във Вселената не е достатъчна за бягство. Дори скоростта на светлината. Това разстояние, което зависи от масата на черната дупка, се нарича хоризонт на събитията. След като даден обект пресече своята граница, можем само да си представим какво се случва, тъй като нищо не се връща с жизненоважна информация за неговата съдба.
Но през 1974 г. Стивън Хокинг предположи, че прекъсванията в квантовите флуктуации, причинени от хоризонта на събитията, водят до вид радиация, много подобен на топлинното излъчване. Ако тази радиация на Хокинг съществува, тя е твърде слаба, за да я открием. Може никога да не успеем да го отделим от съскащата статика на Вселената. Но ние можем да изследваме неговите свойства, като създадем аналози на черни дупки в лабораторни условия.
Това е правено и преди, но в проучване, публикувано миналата година, ръководено от Лота Мертенс от университета в Амстердам в Холандия, физиците направиха нещо ново. Едномерна верига от атоми служи като пътека за електроните да „скачат“ от една позиция в друга. Чрез промяна на лекотата, с която тези скокове биха могли да се появят, физиците биха могли да накарат определени свойства да изчезнат, ефективно създавайки един вид хоризонт на събитията, който пречи на вълнообразната природа на електроните.
Ефектът от този фалшив хоризонт на събитията доведе до повишаване на температурата, което отговори на теоретичните очаквания за еквивалентна система от черни дупки, но само когато част от веригата се простира отвъд хоризонта на събитията. Това може да означава, че заплитането на частици, пресичащи хоризонта на събитията, играе важна роля в генерирането на радиация на Хокинг.
Симулираното лъчение на Хокинг беше топлинно само за определен диапазон от амплитуди на пикове и в симулации, които започнаха със симулиране на определен тип пространство-време, което се приемаше за „плоско“. Това показва, че радиацията на Хокинг може да бъде топлинна само в определени ситуации, когато има промяна в кривината на пространство-времето под въздействието на гравитацията.
Не е ясно какво означава това за квантовата гравитация, но моделът предлага начин за изследване на появата на радиация на Хокинг в среда, която не се влияе от дивата динамика на образуването на черна дупка. И тъй като е толкова просто, може да се използва в широк спектър от експериментални настройки, казват изследователите.
„Това може да отвори възможности за изучаване на фундаментални квантово-механични аспекти, както и на гравитацията и изкривеното пространство-време в различни условия на кондензирана материя“, обясняват физиците в своята статия.
Също интересно:
- Шестте заповеди на изкуствения интелект
- 10 открития, които доказват, че Айнщайн е прав за Вселената. И 1, което отрича