UN Buco nero L’analogico può dirci una o due cose sulla radiazione sfuggente teoricamente emessa dall’oggetto reale.
Utilizzando una stringa di atomi in un unico file per simulare l’orizzonte degli eventi di un buco nero, un team di fisici nel 2022 ha osservato l’equivalente di ciò che chiamiamo Radiazione di Hawking – Particelle generate da disturbi delle fluttuazioni quantistiche derivanti dalla penetrazione di un buco nero nello spazio-tempo.
Dicono che questo potrebbe aiutare a risolvere la tensione tra due quadri attualmente inconciliabili per descrivere l’universo: Teoria generale della relativitàChe descrive il comportamento della gravità come un campo continuo noto come spazio-tempo; e la meccanica quantistica, che descrive il comportamento delle particelle discrete utilizzando la matematica della probabilità.
Per una teoria unificata della gravità quantistica che possa essere applicata universalmente, queste due teorie immiscibili devono trovare un modo per adattarsi in qualche modo.
Questo è il posto giusto Buchi neri Mostrato nella foto – forse gli oggetti più strani ed estremi dell’universo. Questi oggetti massicci sono così densi che, entro una certa distanza dal centro di massa del buco nero, non c’è abbastanza velocità nell’universo per scappare. Nemmeno la velocità della luce.
quella distanza, irregolare Si chiama orizzonte degli eventi, a seconda della massa del buco nero. Una volta che un oggetto oltrepassa i suoi confini, possiamo solo immaginare cosa succede, poiché nulla restituisce informazioni vitali sul suo destino. Ma nel 1974, Stephen Hawking È stato suggerito che l’interruzione delle fluttuazioni quantistiche causata dall’orizzonte degli eventi porti a un tipo di radiazione molto simile alla radiazione termica.
Se la radiazione di Hawking esiste, è troppo debole per essere ancora rilevata. È possibile che non lo separeremo mai dalla quiete dell’universo. Ma possiamo Investiga sulle sue proprietà Creando Analoghi del buco nero In ambienti di laboratorio.
Ciò è già stato fatto in precedenza, ma nel novembre 2022 un team guidato da Lotte Mertens dell’Università di Amsterdam nei Paesi Bassi ha provato qualcosa di nuovo.
La catena unidimensionale di atomi è servita da percorso Per “saltare” da una posizione all’altra. Modificando la facilità con cui questo salto può verificarsi, i fisici possono far scomparire alcune proprietà, creando di fatto una sorta di orizzonte degli eventi che interferisce con la natura ondulatoria degli elettroni.
L’impatto del falso orizzonte degli eventi ha prodotto un aumento della temperatura coerente con le previsioni teoriche per un sistema equivalente di buchi neri, ha affermato il team. Ma solo quando parte della catena si estende oltre l’orizzonte degli eventi.
Questo potrebbe significare groviglio Le particelle che si estendono attraverso l’orizzonte degli eventi svolgono un ruolo essenziale nella generazione della radiazione di Hawking.
La radiazione Hawking simulata era solo termica entro un certo intervallo di ampiezze di salto, e durante le simulazioni hanno iniziato a simulare un tipo di spaziotempo considerato “piatto”. Ciò suggerisce che la radiazione di Hawking può essere termica solo in una serie di situazioni e quando c’è un cambiamento nella deformazione dello spaziotempo dovuto alla gravità.
Non è chiaro cosa questo significhi per la gravità quantistica, ma il modello offre un modo per studiare l’aspetto della radiazione di Hawking in un ambiente che non è influenzato dalle dinamiche selvagge della formazione del buco nero. Poiché è così semplice, può essere applicato in un’ampia gamma di contesti sperimentali, hanno affermato i ricercatori.
“Ciò potrebbe aprire la strada all’esplorazione degli aspetti fondamentali della meccanica quantistica insieme alla gravità e allo spaziotempo curvo in vari contesti di materia condensata”. I ricercatori hanno scritto.
La ricerca è stata pubblicata in Ricerca sulla revisione fisica.
Una versione di questo articolo è stata pubblicata per la prima volta nel novembre 2022.
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