Bir Bilim Adamının Küçük Kara Deliği Cosmos'u Laboratuvara Getiriyor


İsrail'deki laboratuarında, Jeff Steinhauer mikroskobik kara delikler üretiyor. Bu nesneler gerçek bir ölü yıldızın spagettizing emme gücüne sahip olmayan mütevazi lekelerdir. Ancak, Technion araştırma üniversitesinde fizikçi olan Steinhauer, onları ölçeklendirmek için matematiksel olarak inşa ettiğini garanti eder. Yeterince yakınlaştırma yaptığınızda, gerçek bir kara delik dramasını yeniden düzenleyen minyatür bir etkinlik ufku göreceksiniz.

Bu küçük damlaların her biri, Steinhauer'in mutlak sıfıra yakın soğuduğu ve daha sonra bir lazerle savunduğu 8.000 rubidyum atomundan oluşur. Toplu olarak, atomlar tek bir bakterinin yaklaşık binde birini ağırlığındadır.

Gerçek bir kara delikte, yerçekimi o kadar güçlüdür ki olay ufkunu geçtiğinizde ışık bile kaçamaz. Steinhauer’in teknik olarak Bose-Einstein kondensat denilen kopyası, aynı özelliğe sahip ancak ses dalgaları için. Blobdaki bir sınırı geçtikten sonra hiçbir sonik titreşim kaçamaz.

Jeff Steinhauer, laboratuvarında rubidyum atomlarından küçük çapta kara delikler yapıyor.Fotoğraf: JeffSteinhauer / Technion

Bu çalışma, kuantum simülatörü olarak adlandırılan yeni bir tür bilimsel deney örneğidir. Kuantum simülatörleri, davranışları kuantum mekaniğinin kurallarına uyan karmaşık doğal olayların küçük ölçekli kopyalarıdır. Bu, gerçek bir jetin nasıl uçacağını tahmin etmek için model bir uçak inşa etmenin kuantum eşdeğeri olduğunu söylüyor, diyor Max Planck Quantum Optics Enstitüsü'nden fizikçi Ignacio Cirac.

Örneğin Steinhauer, kuantum kopyasından Hawking radyasyonu olarak bilinen gerçek kara deliklerin üretmesi gereken ışık dalgalarına benzer ses dalgalarını yaydığını öğrendi. Gerçek kara deliklerin çalışılması çok zor olduğundan ve Hawking radyasyonu çok loş olduğundan, araştırmacılar uzaydaki radyasyonu hiç gözlemlememişlerdir. Ancak Steinhauer'in simülasyonundaki ses dalgaları bu fikri destekledi.

Soğuk atom bloğunu içeren başka bir deneyde, Chicago Üniversitesi'nden fizikçiler farklı bir aşırı ortam simüle ettiler – bir insanın milyarlarca g'a kadar hızlanmasının nasıl olacağını. Teori, bu kadar hızlı hızlanan bir kişinin, Unruh radyasyon adı verilen ve ışık yayan nesneleri görebilmesi gerektiğini öngörür.

Laboratuarda bu kadar insanı hızlandırmak mümkün değil; Birincisi, neredeyse anında duvarlara çarpacaklardı. Böylece araştırmacılar senaryonun koşu bandı versiyonunu hazırladılar – her şey yerinde kaldı, ancak atom bloğundan geçen laboratuarın yanılsamasını yarattılar. Chicago Üniversitesi'nden fizikçi Cheng Chin, “Kendimizi bir uçuş simülatörüne koyduğumuz gibi” diyor. “Bir jet kullandığınızı düşünüyorsunuz, ancak gerçekten sadece laboratuvardasınız.”