Fizikçiler laboratuvarda bir kara delik simüle etti ve ardından kara delik parlamaya başladı: ScienceAlert

Bir kara delik benzeri, bize gerçek şeyin teorik olarak yaydığı yakalanması zor radyasyon hakkında bir veya iki şey söyleyebilir.

Bir kara deliğin olay ufkunu simüle etmek için tek bir bobindeki atom dizisini kullanan bir fizikçi ekibi, 2022’de Hawking radyasyonu dediğimiz şeyin eşdeğerini gözlemledi; kara deliğin nüfuz etmesinden kaynaklanan kuantum dalgalanmalarındaki bozulmalardan üretilen parçacıklar. boş vakit.

Bunun, evreni tanımlamaya yönelik şu anda uzlaşmaz olan iki çerçeve arasındaki gerilimi çözmeye yardımcı olabileceğini söylüyorlar: yerçekiminin davranışını uzay-zaman olarak bilinen sürekli bir alan olarak tanımlayan genel görelilik; ve olasılık matematiğini kullanarak ayrı parçacıkların davranışını tanımlayan kuantum mekaniği.

Evrensel olarak uygulanabilecek birleşik bir kuantum kütleçekim teorisi için, birbiriyle karışmayan bu iki teorinin bir şekilde birbirine uymanın bir yolunu bulması gerekiyor.

Burası belki de evrendeki en tuhaf ve en uç nesneler olan kara deliklerin devreye girdiği yer. Bu devasa nesneler o kadar yoğundur ki, kara deliğin kütle merkezinden belirli bir mesafede, evrende kaçmaya yetecek hız yoktur. Işık hızı bile değil.

bu mesafe, düzensiz Kara deliğin kütlesine bağlı olarak buna olay ufku denir. Bir nesne sınırlarını aştığında, ne olacağını yalnızca hayal edebiliriz, çünkü hiçbir şey onun kaderi hakkında hayati bilgi vermez. Ancak 1974’te Stephen Hawking, olay ufkunun neden olduğu kuantum dalgalanmalarının kesintiye uğramasının, termal radyasyona çok benzer bir radyasyon türüne yol açtığını öne sürdü.

Eğer Hawking radyasyonu varsa henüz tespit edilemeyecek kadar zayıftır. Onu asla evrenin dinginliğinden ayırmamamız mümkün. Ancak laboratuvar ortamında kara delik analogları oluşturarak özelliklerini doğrulayabiliriz.

Bu daha önce yapılmıştı ancak Kasım 2022’de Hollanda’daki Amsterdam Üniversitesi’nden Lotte Mertens liderliğindeki bir ekip yeni bir şey denedi.

Tek boyutlu atom zinciri, Bir konumdan diğerine “atlamak”. Fizikçiler, bu sıçramanın meydana gelme kolaylığını ayarlayarak, belirli özelliklerin ortadan kalkmasına neden olabilir, böylece elektronların dalga benzeri doğasına müdahale eden bir tür olay ufku etkili bir şekilde yaratılabilir.

Ekip, sahte olay ufkunun etkisinin, eşdeğer bir kara delik sistemi için teorik tahminlerle tutarlı bir sıcaklık artışı ürettiğini söyledi. Ancak yalnızca zincirin bir kısmı olay ufkunun ötesine uzandığında.

Bu, olay ufku boyunca uzanan parçacıkların dolaşıklığının Hawking radyasyonunun üretilmesinde etkili olduğu anlamına gelebilir.

Simüle edilen Hawking radyasyonu yalnızca belirli bir sıçrama genliği aralığında termaldi ve simülasyonlar altında “düz” olarak kabul edilen bir tür uzay-zamanı simüle etmeye başladılar. Bu, Hawking radyasyonunun yalnızca çeşitli durumlarda ve yerçekimi nedeniyle uzay-zamanın bükülmesinde bir değişiklik olduğunda termal olabileceğini düşündürmektedir.

Bunun kuantum yerçekimi için ne anlama geldiği açık değil, ancak model, kara delik oluşumunun vahşi dinamiklerinden etkilenmeyen bir ortamda Hawking radyasyonunun görünümünü incelemek için bir yol sunuyor. Araştırmacılar, çok basit olduğu için çok çeşitli deneysel ortamlarda uygulanabileceğini söyledi.

“Bu, çeşitli yoğun madde ortamlarında yerçekimi ve kavisli uzay-zamanın yanı sıra kuantum mekaniğinin temel yönlerini keşfetmenin yolunu açabilir.” Araştırmacılar yazdı.

Araştırma şu tarihte yayınlandı: Fiziksel inceleme araştırması.

Bu makalenin bir sürümü ilk olarak Kasım 2022’de yayınlandı.