Folosind un lanț de atomi într-un singur fișier pentru a modela orizontul de evenimente al unei găuri negre, fizicienii au observat echivalentul a ceea ce numim noi. Radiația Hawking – particule născute din perturbarea fluctuațiilor cuantice cauzate de decalajul spațiu-timp al unei găuri negre.
Acest lucru, spun ei, ar putea ajuta la rezolvarea contradicției dintre două cadre ireconciliabile în prezent pentru descrierea universului: relativitatea generală, care descrie comportamentul gravitației ca un câmp continuu cunoscut sub numele de spațiu-timp și mecanica cuantică, care descrie comportamentul particulelor discrete. folosind probabilitățile matematice Pentru a crea o teorie unificată a gravitației cuantice care ar putea fi aplicată universal, aceste două teorii incompatibile trebuie să găsească o modalitate de a se înțelege cumva.
Aici intră în joc găurile negre - poate cele mai ciudate și extreme obiecte din univers. Aceste obiecte masive sunt atât de incredibil de dense încât la o anumită distanță de centrul de masă al găurii negre, nicio viteză în univers nu este suficientă pentru a scăpa. Chiar și viteza luminii. Această distanță, care depinde de masa găurii negre, se numește orizontul evenimentelor. Odată ce un obiect își trece granița, ne putem doar imagina ce se întâmplă, deoarece nimic nu este returnat cu informații vitale despre soarta lui.
Dar în 1974, Stephen Hawking a sugerat că întreruperile fluctuațiilor cuantice cauzate de orizontul evenimentelor duc la un tip de radiație foarte asemănător cu radiația termică. Dacă această radiație Hawking există, este prea slabă pentru ca noi să o detectăm. S-ar putea să nu reușim niciodată să-l despărțim de statica șuierătoare a universului. Dar îi putem investiga proprietățile prin crearea de analogi ai găurilor negre în condiții de laborator.
Acest lucru s-a mai făcut, dar într-un studiu publicat anul trecut condus de Lotta Mertens de la Universitatea din Amsterdam din Olanda, fizicienii au făcut ceva nou. Un lanț unidimensional de atomi a servit drept cale pentru ca electronii să „sare” dintr-o poziție în alta. Schimbând ușurința cu care ar putea apărea aceste salturi, fizicienii ar putea face ca anumite proprietăți să dispară, creând efectiv un fel de orizont de evenimente care a interferat cu natura ondulatorie a electronilor.
Efectul acestui fals orizont de evenimente a produs o creștere a temperaturii care a îndeplinit așteptările teoretice ale unui sistem echivalent de găuri negre, dar numai atunci când o parte a lanțului s-a extins dincolo de orizontul de evenimente. Acest lucru poate însemna că încurcarea particulelor care traversează orizontul evenimentelor joacă un rol important în generarea radiației Hawking.
Radiația Hawking simulată a fost doar termică pentru o anumită gamă de amplitudini de vârf și în simulări care au început prin a simula un anumit tip de spațiu-timp despre care se presupunea că este „plat”. Acest lucru indică faptul că radiația Hawking poate fi termică numai în anumite situații când există o schimbare a curburii spațiu-timpului sub influența gravitației.
Nu este clar ce înseamnă acest lucru pentru gravitația cuantică, dar modelul oferă o modalitate de a studia aspectul radiației Hawking într-un mediu care nu este afectat de dinamica sălbatică a formării găurilor negre. Și pentru că este atât de simplu, poate fi folosit într-o gamă largă de setări experimentale, spun cercetătorii.
„Acest lucru poate deschide oportunități pentru studierea aspectelor fundamentale ale mecanicii cuantice, precum și gravitația și spațiu-timp deformat în diferite condiții de materie condensată”, explică fizicienii în articolul lor.
Interesant de asemenea:
- Șase porunci ale inteligenței artificiale
- 10 descoperiri care îi dau lui Einstein dreptate în privința universului. Și 1, care neagă