Lähitulevaisuudessa tutkijat aikovat suorittaa uuden kokeen, joka pystyy tarjoamaan epäsuoran testin kuuluisan fyysikon Stephen Hawkingin kuuluisimmalle ennustukselle mustista aukoista.
Tiedemiehet uskovat, että tekemällä atomista näkymätön, he voivat nähdä eteerisen kvanttihehkun, joka ympäröi lähellä valonnopeutta liikkuvia esineitä.
Hehkuefekti, nimeltään Unruh (tai Davies-Unruh) -efekti, saa nopeasti kiihtyvien esineiden ympärillä olevan tilan näyttämään olevan täynnä virtuaalisia hiukkasia, jotka kylpevät nämä kohteet lämpimässä hehkussa. Koska tämä vaikutus liittyy läheisesti Hawking-ilmiöön, jossa Hawking-säteilynä tunnetut virtuaalihiukkaset ilmestyvät spontaanisti mustien aukkojen reunoihin, tutkijat ovat pitkään pyrkineet havaitsemaan yhden vihjeenä toisen olemassaolosta. Mutta on uskomattoman vaikeaa havaita mitään vaikutusta. Hawking-säteilyä esiintyy vain mustan aukon hirviömäisen kuilun ympärillä, ja todennäköisesti vaadittaisiin loimivoimaa Unruh-ilmiön edellyttämän kiihtyvyyden saavuttamiseksi.
Mutta tutkijoiden mukaan he ovat löytäneet mekanismin, jonka avulla Unruh-ilmiön tehoa voidaan lisätä dramaattisesti tekniikalla, joka voi tehokkaasti muuttaa aineen näkymättömäksi.
"Tämä on vaikea kokeilu, eikä ole takeita siitä, että pystymme toteuttamaan sen, mutta tämä idea on pyhä toivomme".
Unruh-ilmiö, jonka tutkijat ehdottivat ensimmäisen kerran 1970-luvulla, on yksi kvanttikenttäteorian monista ennusteista. Tämän teorian mukaan tyhjää tyhjiötä ei ole olemassa. Itse asiassa mikä tahansa avaruustasku on täynnä äärettömiä kvanttitason värähtelyjä, jotka, jos niille annetaan tarpeeksi energiaa, voivat spontaanisti räjähtää hiukkas-antihiukkas-pareiksi, jotka tuhoavat toisensa lähes välittömästi. Ja mikä tahansa hiukkanen, olipa se aine tai valo, on yksinkertaisesti tämän kvanttikentän paikallinen viritys.
Vuonna 1974 Stephen Hawking ennusti, että mustien aukkojen, niiden tapahtumahorisonttien, reunoilla tuntuva äärimmäinen gravitaatiovoima luo myös virtuaalisia hiukkasia.
Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaan painovoima vääristää aika-avaruutta, joten kvanttikentät vääristyvät sitä enemmän, mitä lähemmäs ne pääsevät mustan aukon singulariteetin valtavaa gravitaatiovoimaa. Kvanttimekaniikan epävarmuuden ja omituisuuden vuoksi tämä vääristää kvanttikenttää luoden epäsäännöllisiä taskuja, jolloin aika liikkuu epätasaisesti ja niitä seuraa energiapurkaus koko kentässä. Juuri nämä energian epäjohdonmukaisuudet saavat virtuaalisia hiukkasia ilmestymään näennäisestä tyhjästä mustien aukkojen reunoilla.
Kuten Hawking-ilmiö, myös Unruh-efekti luo virtuaalisia hiukkasia Einsteinin ennustaman kvanttimekaniikan ja relativististen vaikutusten oudon fuusion avulla.
Unruh-ilmiön testaamiseksi tutkijat suunnittelevat rakentavansa laboratoriohiukkaskiihdyttimen, joka kiihdyttää elektronin valonnopeuteen säteilyttämällä sitä mikroaaltosäteellä. Jos he pystyvät havaitsemaan vaikutuksen, he suunnittelevat tekevänsä sillä kokeita, erityisesti sellaisia, joiden avulla he voivat tutkia mahdollisia yhteyksiä Einsteinin suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan välillä.
"Yleinen suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikan teoria ovat tällä hetkellä edelleen jonkin verran poikkeavia, mutta täytyy olla yhdistävä teoria, joka kuvaa kuinka kaikki toimii universumissa", sanoi toinen kirjoittaja Achim Kempf, soveltavan matematiikan professori Waterloon yliopistosta. "Olemme etsineet tapaa yhdistää nämä kaksi suurta teoriaa, ja tämä työ auttaa meitä tekemään sen avaamalla mahdollisuuksia testata uusia kokeisiin perustuvia teorioita.".
Voit auttaa Ukrainaa taistelemaan venäläisiä hyökkääjiä vastaan. Paras tapa tehdä tämä on lahjoittaa varoja Ukrainan asevoimille Pelasta elämä tai virallisen sivun kautta NBU.
Lue myös: