Root Nation消息资讯资讯物理学家在实验室模拟了一个黑洞,然后它开始发光

物理学家在实验室模拟了一个黑洞,然后它开始发光

-

使用单个文件中的原子链来模拟黑洞的事件视界,物理学家观察到了我们所说的等价物 霍金辐射 – 由黑洞时空间隙引起的量子涨落扰动而诞生的粒子。

他们说,这可能有助于解决目前描述宇宙的两个不可调和的框架之间的矛盾:广义相对论和量子力学,前者将引力的行为描述为一个称为时空的连续场,后者描述离散粒子的行为使用数学概率为了创建一个可以普遍应用的统一量子引力理论,这两个不相容的理论必须找到一种以某种方式相处的方法。

物理学家在实验室模拟黑洞

这就是黑洞发挥作用的地方——也许是宇宙中最奇怪、最极端的物体。 这些大质量物体的密度非常大,以至于在距黑洞质心一定距离处,宇宙中没有任何速度足以逃逸。 甚至是光速。 这个距离取决于黑洞的质量,称为 视界. 一旦一个物体越过它的边界,我们只能想象会发生什么,因为没有任何关于它命运的重要信息返回。

但在 1974 年,史蒂芬霍金提出,事件视界引起的量子涨落中断会导致一种与热辐射非常相似的辐射。 如果这种霍金辐射存在,我们无法检测到它。 我们可能永远无法将它与宇宙的嘶嘶声分开。 但是我们可以通过在实验室条件下创建黑洞模拟来研究它的特性。

以前有人这样做过,但在去年由荷兰阿姆斯特丹大学的 Lotta Mertens 领导的一项研究中,物理学家做了一些新的事情。 一维原子链充当电子从一个位置“跳跃”到另一个位置的路径。 通过改变这些跳跃发生的难易程度,物理学家可以使某些特性消失,有效地创造一种事件视界,干扰电子的波状性质。

这种错误的事件视界产生的温度升高符合等效黑洞系统的理论预期,但前提是链条的一部分延伸到事件视界之外。 这可能意味着穿过事件视界的粒子纠缠在霍金辐射的产生中起着重要作用。

物理学家在实验室模拟黑洞

模拟的霍金辐射仅在一定范围的尖峰振幅内是热辐射,并且在模拟开始时模拟的是被假定为“平坦”的某种类型的时空。 这表明霍金辐射只能在某些情况下是热辐射,即时空曲率在引力影响下发生变化。

目前尚不清楚这对量子引力意味着什么,但该模型提供了一种方法来研究霍金辐射在不受黑洞形成的狂野动力学影响的介质中的出现。 研究人员说,因为它非常简单,所以可以用于广泛的实验环境。

物理学家在他们的文章中解释说:“这可以为研究基本的量子力学方面以及在各种凝聚态物质条件下的引力和扭曲时空提供机会。”

也很有趣:

Dzherelosciencealert
注册
通知关于
客人

0 评论
嵌入式评论
查看所有评论
其他文章
订阅更新
现在流行