Новостной обзор

Роботы против американцев и традиционный прыжковый ритуал
74
#Событиядня 24.03.2017
121
#Событиядня 22-23.03.2017
77
#Событиядня 21.03.2017
121
#Событиядня 20.03.2017
136

Лента новостей

16:55 27-03-2017
Украина остается без ядерного топлива
14:59 27-03-2017
В Киеве раскрыли причину переноса встречи Трампа и Порошенко
14:58 27-03-2017
ФСБ разоблачила крупную группу торговцев оружием
14:24 27-03-2017
Москва запросила спецбрифинг в СБ ООН из-за ударов США по Мосулу
17:53 26-03-2017
Иран ввел санкции против 15 американских компаний
17:19 26-03-2017
Екатеринбург митинг 26.03.2017 / «Кто не скачет тот медведь»
14:13 26-03-2017
Климкин обвинил Кремль в намерении возродить СССР
13:49 26-03-2017
Пентагон заявил об уничтожении известного боевика "Аль-Каиды"*
13:40 26-03-2017
Взрывы на складе боеприпасов под Харьковом продолжились
13:38 26-03-2017
Глава Нацбанка Украины рассказала об угрозах со стороны олигархо
13:34 26-03-2017
Британский министр пожаловалась на шифрование в мессенджерах
13:26 26-03-2017
В Крым приехали бизнесмены и политики из Германии
13:10 26-03-2017
Украина назвала условие участия России в «Евровидении»
07:42 26-03-2017
США ввели санкции против российских компаний
15:50 25-03-2017
Спецслужбы Белоруссии обезвредили националистов из «Белого легиона»
Все новости

Архив публикаций

«    Март 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031 


» » » Вот запара: Величайшая тайна черных дыр стала еще непонятнее

Вот запара: Величайшая тайна черных дыр стала еще непонятнее

 Черная дыра (в представлении художника)
 
Физик-экспериментатор Джефф Штайнхауэр из Техниона (Израиль) создал квантовый аналог черной дыры, наблюдал ее испарение (эффект Хокинга) и впервые обнаружил квантовую запутанность между парой частиц, одна из которых упала на модельный объект, а другая удалилась от него. Результаты исследований, встреченные коллегами ученого с большим энтузиазмом, опубликованы в журнале Nature Physics.Черные дыры представляют собой массивные объекты, ограниченные так называемым горизонтом событий.
 
Любое тело, достигшее черной дыры, согласно общей теории относительности, падает в гравитационный объект и не в состоянии его покинуть. Таким образом, масса черной дыры при классическом описании не может убывать. Ситуация меняется в квантовом случае, где гравитационный объект может испариться в результате эффекта, получившего название в честь его первооткрывателя Стивена Хокинга.

Явление сводится к образованию на горизонте событий пары виртуальных частиц. Частица с положительной энергией становится реальной и улетает от черной дыры, а другая, с отрицательной энергией, падает в нее и тем самым уменьшает ее массу.
 
Явление, описанное в 1974 году британским ученым, предполагает существование теплового излучения. В статье ученого приводилось выражение для его температуры, которая оказалась чрезвычайно мала. Например, для черной дыры солнечной массы она имеет порядок одной миллионной кельвина. Отличить столь малую температуру от шума в астрономических наблюдениях современными методами невозможно.

В 1981 году канадский физик-теоретик Билл Унру предложилгидродинамическую аналогию черной дыры, которая и была реализована в экспериментах Штайнхауэра. Ситуация, аналогичная происходящему на горизонте событий реального гравитационного объекта, моделировалась при помощи сазера (акустического лазера), который создавал звуковые волны специального вида в бозе-эйнштейновском конденсате — состояние вещества из бозонов, находящихся при температуре, близкой к абсолютному нулю. В этой фазе квантовые эффекты, имеющие место на микроскопическом уровне, начинают проявляться на макроскопическом: приближенно все вещество конденсата ведет себя как одна макроскопическая квантовая частица.

Конденсат состоял из десятков тысяч атомов рубидия-87, сформированных в облако цилиндрической формы длиной несколько миллиметров. Температура такой среды — меньше одного кельвина, а скорость звука в ней — порядка полумиллиметра в секунду.
 
Единственными возмущениями в системе являютсяквантовые флуктуации. Описание среды проводится гидродинамическими методами.
 
Это допускает введение понятия фононов — квазичастиц (фиктивных частиц), описывающих звуковые колебания. Именно их виртуальное рождение вблизи аналога горизонта событий и квантовую запутанность удалось наблюдать Штайнхауэру.
 

Джефф Штайнхауэр
 
Для этого в бозе-эйнштейновском конденсате была создана потенциальная яма. При ее прохождении частицы разгонялись до сверхзвуковых скоростей. Часть конденсата, частицы которого двигались со сверхзвуковой скоростью, представляли собой аналог черной дыры, а его область, где частицы перемещались точно со скоростью звука, — модельный горизонт событий. Именно на нем в результате квантовых флуктуаций происходило рождение пар фононов, квазичастицы из которых разлетались в противоположные стороны с дозвуковой и сверхзвуковой скоростями. Аналогичная ситуация должна наблюдаться и в случае с реальной черной дырой.
 
Штайнхауэру удалось измерить температуру такого излучения и установить корреляцию между разлетевшимися частицами.
 
В квантовой механике запутанностью называется явление, при котором состояния частиц (например, спин или поляризация), разнесенных на расстояние друг от друга, не могут быть описаны взаимонезависимо. Корреляция проявляла себя как одинаковая плотность конденсата на противоположных, но равных расстояниях от модельного горизонта событий. Данный факт ученый фактически интерпретировал как первое экспериментальное доказательство существования квантовой запутанности между парами частиц, рожденными на горизонте событий черной дыры.

Последний эксперимент Штайнхауэра проводился 4,6 тысяч раз в течение шести суток. Все работы 50-летний ученый, выпускник Калифорнийского университета в Беркли (США), проводил в возглавляемой им лаборатории, где он с 2013 года является единственным сотрудником. Коллеги избегают сотрудничества с Штайнхауэром из-за его педантизма и высокой требовательности.
 
Ранее ученый в 2009 году создал гидродинамический аналог черной дыры, а в 2014 году имитировал излучение Хокинга.

Штайнхауэр полагает, что его модель поможет разрешить парадокс исчезновения информации в черных дырах и укажет на пути объединения квантовой механики и общей теории относительности. Оптимизм экспериментатора разделяют не все теоретики.
 
Например, Леонард Сасскинд из Стэнфордского университета (США), занимавшийся теорией струн, отмечает, что потери информации в модельной черной дыре нет, и потому она непригодна для разрешения парадокса реального объекта.

Израильский коллега Штайнхауэра, физик Ульф Леонхардт отметил, что квантовую запутанность в экспериментах с гидродинамической черной дырой удалось обнаружить лишь для высокоэнергетических фононов. Для квазичастиц низких энергий корреляции в модельном случае слабы. Последнее обстоятельство, скорее всего, несправедливо для реальных черных дыр, где квантовая запутанность имеет место для фотонов любых энергий.

АКТУАЛЬНО

Добавьте комментарий

  • winkwinkedsmileam
    belayfeelfellowlaughing
    lollovenorecourse
    requestsadtonguewassat
    cryingwhatbullyangry
Войти через
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Наверх