科学者が実験室でブラック ホールを作成し、それから光り始めた: ScienceAlert

新しい種類の ブラックホール アナログは、実物から放出される理論的にとらえどころのない放射線について、1 つまたは 2 つのことを教えてくれます。

物理学者のチームは、ブラック ホールの事象の地平線をシミュレートするために 1 つのファイル内の一連の原子を使用して、私たちが呼ぶものと同等のものを観察しました。 ホーキング放射 – ブラックホールが時空を回転することによって引き起こされる量子ゆらぎの摂動から生まれた粒子。

これは、宇宙を説明するための現在相容れない 2 つの枠組みの間の緊張関係を解決するのに役立つ可能性があると、彼らは言います。 一般相対性理論、重力の振る舞いを時空として知られる連続フィールドとして記述します。 確率の数学を使用して離散粒子の動作を説明する量子力学。

普遍的に適用できる量子重力の統一理論のためには、混ざり合わないこれら 2 つの理論が何らかの形で適合する方法を見つける必要があります。

これがその場所です ブラックホール 想像してみてください – おそらく宇宙で最も奇妙で最も極端なものです。 これらの巨大な物体は信じられないほど密度が高いため、ブラック ホールの重心から一定の距離内で宇宙を脱出するには十分な速度がありません。 光の速さでもない。

その距離、 不均等 ブラックホールの質量に応じて、事象の地平線と呼ばれます。 体がその限界を超えると、その運命に関する重要な情報が何も返されないため、何が起こるか想像することしかできません. しかし1974年、 スティーブン・ホーキング 彼は、事象の地平線によって生成された量子ゆらぎの不連続性が、熱放射に非常によく似たタイプの放射を引き起こすことを提案しました。

ホーキング放射が存在する場合、まだ微弱すぎて検出できません。 宇宙のまだシューという音からそれを整理することは決してないかもしれません. しかし、私たちはできます その特性を調べる 作成することによって ブラックホール同位体 実験室の設定で。

これは以前にも行われていましたが、オランダのアムステルダム大学のロッテ・メルテンスが率いるチームが新しいことを行いました。

パスとして機能する 1 次元アトムのストリング ある場所から別の場所に「ジャンプ」する電子。 このホッピングの発生しやすさを調整することで、物理学者は特定の特性を消滅させ、電子の波のような性質と重なり合う一種の事象の地平線を効果的に作成できます。

チームは、この偽の事象の地平線効果が、同等のブラック ホール システムの理論的予測と一致する温度上昇をもたらしたと述べました。 ただし、連鎖の一部が事象の地平線を超えた場合に限ります。

これは次のことを意味します。 もつれ 事象の地平線を横切って広がる粒子の多くは、ホーキング放射の生成に役立ちます。

シミュレートされたホーキング放射は、特定の範囲の振幅ジャンプに対してのみ熱的であり、それ以下では、シミュレーションは「フラット」と見なされるタイプの時空を模倣し始めました。 これは、ホーキング放射が一定範囲の状況内でのみ対流的であり、重力による時空にゆがみがある場合にのみ発生する可能性があることを示しています。

これが量子重力にとって何を意味するのかは不明ですが、このモデルは、ブラック ホール形成の野生のダイナミクスの影響を受けない環境でのホーキング放射の出現を研究する方法を提供します。 非常にシンプルなため、幅広い実験設定で実行できると研究者は述べています。

「これにより、量子力学の基本的な側面と、さまざまな凝縮物質の設定における重力および曲線の空隙を探求する場所が開かれる可能性があります。」 研究者を書く.

に発表された研究 フィジカルレビュー研究.