Физики придумали способ увидеть неуловимый «аномальный эффект» в лаборатории

Группа физиков утверждает, что они Они обнаружили два свойства ускоряющей материи, которые, по их мнению, могут сделать беспрецедентный тип излучения видимым. недавно описанный Свойства означают, что мониторинг радиации, называемый эффектом Унру, может происходить в лабораторном эксперименте.

Теоретически эффект Унру в природе требует абсурдного ускорения, чтобы его можно было увидеть.и поскольку он виден только с точки зрения объекта, ускоряющегося в вакууме, его практически невозможно увидеть. Но благодаря недавним достижениям можно наблюдать эффект Унру в лабораторных экспериментах.

В новом исследовании группа ученых описывает два ранее неизвестных аспекта квантового поля, которые могут означать, что эффект Унру можно наблюдать напрямую. Во-первых, эффект может быть потенцирован, что означает, что обычно слабый эффект может стать более выраженным при определенных условиях. Второе явление состоит в том, что достаточно ускоренный атом может стать прозрачным. Исследование команды было опубликовано Весной этого года в физических обзорных письмах.

Эффект Унру (или эффект Фуллинга-Дэвиса-Унру, названный так в честь физиков, которые впервые предположили его существование в 1970-х годах) — это явление, предсказанное квантовой теорией поля, которая утверждает, что объект (будь то частица или космический корабль), ускоряющийся с вакуум будет светиться, хотя это свечение не будетбыть видимымда Любой внешний наблюдатель тоже не ускоряется в вакууме.

«Прозрачность, вызванная ускорением, означает, что она делает детектор эффекта Унру прозрачным для ежедневных сдвигов из-за характера его движения», — сказала Барбара Чуда, физик из Университета Ватерлоо и ведущий автор исследования. видеозвонок. с Гизмодо. Точно так же, как излучение Хокинга испускается черными дырами, когда их гравитация притягивает частицы, так и эффект Унро испускается объектами, когда они ускоряются в пространстве.

Есть несколько причин, по которым эффект Унру не наблюдался напрямую. Во-первых, эффект требует невероятного линейного ускорения; Чтобы достичь температуры 1 К, при которой ускоряющийся наблюдатель видит свечение, наблюдатель Это должно быть ускореноГВ 100 квинтиллионов метров в секунду в квадрате. Свечение Термальный эффект Унру; Если объект ускоряется быстрее, температура свечения Будет теплее.

Предыдущие методы наблюдения за эффектом Унру предложенный. но это Команда считает, что у них есть убедительный шанс наблюдать эффект благодаря своим выводам. О свойствах квантового поля.

«Мы хотим построить индивидуальный эксперимент, который сможет однозначно выявить эффект Унру, а затем предоставить платформу для изучения различных соответствующих аспектов», — сказал Вивешек Судхир, физик из Массачусетского технологического института и соавтор последней работы. «Однозначно является ключевой характеристикой здесь: в ускорителе частиц действительно ускоряются группы частиц, а это означает, что очень сложно вывести очень точный эффект Унру из среды различных взаимодействий между частицами в группе».

Судхир пришел к выводу: «В некотором смысле нам нужно провести более точное измерение свойств одной четко определенной ускоряющейся частицы, для чего ускорители частиц не предназначены».

Суть предложенного ими эксперимента состоит в том, чтобы вызвать эффект Унру в лабораторных условиях, используя атом в качестве детектора эффекта Унру. Взорвав один атом фотонами, команда поднимет частицу до более высокого энергетического состояния, а ее прозрачность, вызванная ускорением, заглушит частицу для любого повседневного шума, который запутает наличие эффекта Унру.

По словам Оды, индуцируя частицу лазером, «вы увеличите вероятность увидеть эффект Унру, и вероятность увеличится на количество фотонов в поле». «И это число может быть огромным, в зависимости от мощности вашего лазера». с частицей квадриллион схотонах, они повышают вероятность эффекта Унру на 15 порядков.

Поскольку эффект Унру во многом похож на излучение Хокинга, исследователи полагают, что два свойства квантового поля, которые они недавно описали, могут быть использованы для возбуждения излучения Хокинга и подразумевают гравитационную прозрачность. Поскольку излучение Хокинга никогда не наблюдалось, дегазация с помощью эффекта Унру может быть шагом к этому. Лучшее понимание теоретического свечения вокруг черных дыр.

Конечно, эти результаты мало что значат, если эффект Унру нельзя наблюдать непосредственно в лабораторных условиях — следующий шаг исследователей. именно когда Этот эксперимент будет проведен, однако, это еще предстоит выяснить.

БОЛЬШЕ: Лаборатория черной дыры показывает, что Стивен Хокинг был прав, очевидно