A fizikusok egyetlen fájlban lévő atomláncot használva modellezték egy fekete lyuk eseményhorizontját, megfigyelték annak megfelelőjét, amit mi ún. Hawking-sugárzás – a fekete lyuk tér-idő rése által okozott kvantumfluktuációk perturbációjából született részecskék.
Szerintük ez segíthet feloldani az ellentmondást az univerzum leírásának két, jelenleg összeegyeztethetetlen kerete között: az általános relativitáselmélet, amely a gravitáció viselkedését egy folytonos tér-időként ismert mezőként írja le, és a kvantummechanika, amely a diszkrét részecskék viselkedését írja le. matematikai valószínűségek segítségével Egy univerzálisan alkalmazható kvantumgravitáció egységes elméletének megalkotásához ennek a két összeegyeztethetetlen elméletnek meg kell találnia a módját, hogy valahogyan kijönnek egymással.
Itt jönnek képbe a fekete lyukak – talán a legfurcsább, legszélsőségesebb objektumok az univerzumban. Ezek a hatalmas objektumok olyan hihetetlenül sűrűek, hogy a fekete lyuk tömegközéppontjától bizonyos távolságra az univerzum egyetlen sebessége sem elegendő a meneküléshez. Még a fénysebesség is. Ezt a távolságot, amely a fekete lyuk tömegétől függ, ún eseményhorizont. Ha egy tárgy átlépi a határát, csak elképzelni tudjuk, mi történik, mivel semmi sem érkezik vissza a sorsáról szóló létfontosságú információval.
De 1974-ben Stephen Hawking azt javasolta, hogy az eseményhorizont által okozott kvantumfluktuációk megszakítása a hősugárzáshoz nagyon hasonló sugárzáshoz vezet. Ha ez a Hawking-sugárzás létezik, akkor túl gyenge ahhoz, hogy észleljük. Lehet, hogy soha nem tudjuk elválasztani az univerzum sziszegő statikától. De vizsgálhatjuk tulajdonságait a fekete lyukak analógjainak laboratóriumi körülmények között történő létrehozásával.
Ezt már korábban is megtették, de egy tavaly megjelent tanulmányban, amelyet Lotta Mertens, az Amszterdami Egyetem munkatársa vezetett, a fizikusok valami újat alkottak. Az atomok egydimenziós lánca útként szolgált az elektronok számára, hogy "ugráljanak" egyik pozícióból a másikba. Azáltal, hogy ezek az ugrások könnyen előfordulhatnak, a fizikusok bizonyos tulajdonságok eltűnését idézhetik elő, ami gyakorlatilag egyfajta eseményhorizontot hozhat létre, amely megzavarja az elektronok hullámszerű természetét.
Ennek a hamis eseményhorizontnak a hatása olyan hőmérséklet-emelkedést idézett elő, amely megfelelt a fekete lyukak egyenértékű rendszerére vonatkozó elméleti elvárásoknak, de csak akkor, ha a lánc egy része túlnyúlt az eseményhorizonton. Ez azt jelentheti, hogy az eseményhorizontot átlépő részecskék összefonódása fontos szerepet játszik a Hawking-sugárzás keletkezésében.
A szimulált Hawking-sugárzás csak a tüske-amplitúdók bizonyos tartományában volt termikus, és olyan szimulációkban, amelyek egy bizonyos típusú téridő szimulálásával indultak, amelyet "laposnak" feltételeztek. Ez azt jelzi, hogy a Hawking-sugárzás csak bizonyos helyzetekben lehet termikus, amikor a téridő görbülete a gravitáció hatására megváltozik.
Nem világos, hogy ez mit jelent a kvantumgravitáció szempontjából, de a modell lehetőséget kínál a Hawking-sugárzás megjelenésének tanulmányozására olyan közegben, amelyet nem befolyásol a fekete lyukak kialakulásának vad dinamikája. És mivel nagyon egyszerű, sokféle kísérleti beállításban használható – mondják a kutatók.
"Ez lehetőségeket nyithat az alapvető kvantummechanikai szempontok, valamint a gravitáció és a torz téridő tanulmányozására a sűrített anyag különféle körülményei között" - magyarázzák cikkükben a fizikusok.
Szintén érdekes:
- A mesterséges intelligencia hat parancsolata
- 10 felfedezés, amely bebizonyítja, hogy Einsteinnek igaza van az univerzummal kapcsolatban. És 1, ami tagadja