Рубрики
МЕНЮ
Виталий Войчук
В космосе черные дыры появляются когда материя звезд становится настолько плотной, что она начинает проваливаться внутрь самой себя под действием собственной гравитации. В результате вокруг черной дыры создается такая сильная гравитация, что попав в нее, уже ничто, даже волны света, не могут вырваться. Граница гравитации черной дыры называется горизонтом событий.
Теперь физикам из Университета американского штата Колорадо удалось создать в лабораторных условиях звуковую черную дыру, которая работает за счет вращения поля быстрее скорости звука, поэтому звуковые волны, попав в нее, уже просто не успевают вырваться. Для внешнего наблюдателя уникальная "звуковая дыра" выглядит таким образом, что звук как-бы обрывается на горизонте событий этой дыры.
Однако ученых интересует вовсе не забавный эффект пропадания звука на границе дыры, им интересен малозаметный эффект конденсата Бозе-Эйнштейна. Данный конденсат представляет собой такое квантовое состояние материи, при котором группа атомов какого-либо вещества ведет себя как единый атом.
"Конденсаты" создавались ученым на сверхвзуковых скоростях и ранее, однако теперь ученых интересует возможность их присутствия в суперэкстремальных условиях. Эрик Корнелл, руководитель экспериментов, уже ранее занимался развитием конденсатов Бозе-Эйнштейна, за что в 2001 году получил Нобелевскую премию.
При помощи физиков из технологического Университета Израиля в США надеются, что в экстремальных условиях конденсат может исчезнуть и применительно к акустической черной дыре превратиться в радиацию Хокинга.
Группа исследователей охладила около 100 000 атомов заряженного рубидия до абсолютного нуля и поместила их в магнитное поле. При помощи лазера был создан электрический потенциал, который заставил атомы перемещаться быстрее скорости звука. Такой эффект создал сверхзвуковой поток, длящийся всего 8 миллисекунд, однако способный создавать акустическую дыру для захватывания звука.
"В результате этого опыта впервые в истории может быть на практике доказано существование радиации Хокинга", — говорят в Университете Колорадо.
Согласно законам квантовой механики, пара частиц может спонтанно появляться в пустом пространстве. Эта пара состоит из частицы и ее античастицы, она существует крошечный период времени, после чего частица и античастица уничтожают друг друга. Однако в 70-х года физик Хокинг предположил, что если такая пара была создана на краю черной дыры, что одна из частиц может быть затянута в дыру до того, как она уничтожается, оставляя другую частицу на горизонте событий. Для внешнего наблюдателя это будет выглядеть как радиация. В акустических дырах радиация Хокинга будет проявляться в форме появления остаточных элементарных частиц — фононов.
По словам ученых, практическое доказательство радиции Хокинга — это большой прорыв в физике. С одной стороны, сам Хокинг за это получит Нобелевскую премию, а с другой — это значит, что большая часть современной физики стоит на верных основах.
"Радиация Хокинга — это фундаментальное обоснование большинства эффектов в квантовой механике, а также объяснение многих космических феноменов", — говорит Шон Кэррол, один из участников опыта. По его словам, обнаружить радиацию Хокинга в астрономических наблюдениях почти невозможно, так как излучение черных дыр зачастую перекрывается более мощным выбросом радиации.
Пока группе ученых удалось установить, что 10-кратное повышение скорости движения атомов создают более комфортные условия для возникновения радиации Хокинга. "Вообще-то обнаружить остаточные звуковые волны, производимые акустической дырой сложно, здесь требуются сверхчеткие замеры", — говорит Билл Анрах, физик из Университета Бриатнской Колумбии.
По материалам: "Cybersecurity.ru"
Обсуждения
Новости партнеров
Новости