Поиск - новости науки и техники

Звуки дыры

Теорию излучения Хокинга подтвердила созданная в лаборатории звуковая черная дыра. Об этом сообщает Physicsworld.com.

В 1974 году известный британский физик-теоретик Стивен Хокинг (Stephen Hawking) высказал гипотезу о том, что черные дыры, возможно, не бездонный вакуум, каким они представляются, и часть энергии попадающих в них объектов все-таки может избежать поглощения. К слову, за год до того Хокинг приезжал в Москву, где встречался с Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским, которые убеждали его в том, что в соответствии с принципом неопределенности квантовой механики вращающиеся черные дыры должны порождать и излучать частицы. Сейчас эта идея известна как гипотетический процесс под названием “излучение Хокинга”. Это излучение – следствие квантовых явлений вблизи горизонта событий черной дыры. Согласно квантовой теории поля, физический вакуум наполнен постоянно рождающимися и исчезающими флуктуациями различных полей, или, как их называют, “виртуальными частицами”. Они образуют пары, в которых аннигилируют друг друга. Но около горизонта событий черной дыры одна из частиц может быть затянута в нее до того, как произошла аннигиляция, и тогда оставшаяся частица окажется снаружи и станет излучением Хокинга. Астрофизическое наблюдение излучения Хокинга практически невозможно из-за более сильного излучения от горячих газов, падающих в черную дыру. Физик-экспериментатор Джефф Стейнхауэр (Jeff Steinhauer) из израильского Технологического института “Технион” (Technion-Israel Institute of Technology) создал аналог черной дыры, которая, по его словам, “сама по себе испускает излучение Хокинга в результате квантовых флуктуаций, возникающих по условиям эксперимента”. Итоги этой работы опубликованы в журнале Nature Physics.  
Аналог черной дыры был создан с использованием охлажденных атомов рубидия, введенных в квантовое состояние под названием “конденсат Бозе – Эйнштейна”. С помощью луча лазера Стейнхауэр смоделировал эффект водопада: атомы двигались медленно, но переливаясь через край, то есть как бы у горизонта событий, они ускорялись настолько, что их скорость превышала скорость звука. Так получилась акустическая черная дыра, и с одной стороны акустического горизонта событий, где атомы двигались со сверхзвуковой скоростью, фононы – акустические квазичастицы – улавливались. И когда Стейнхауэр анализировал изображение такого Бозе-Эйнштейновского конденсата, он обнаружил корреляции между плотностями атомов, которые были на том же расстоянии от горизонта событий, но с другой стороны. Это указывало на запутанность пар фононов – квантовое явление взаимозависимости состояний частиц – знак того, что они возникли одновременно в результате одной и той же квантовой флуктуации, и того, что имеет место излучение Хокинга.
Фото с сайта http://physicsworld.com

Нет комментариев