Новостной обзор

Николаев: Дайджест за 28.03.2024 от николаевских граждан
25
Новости новых субъектов РФ: 28 марта 2024
39
Главные события ближнего зарубежья: 28 марта 2024
45
Молдавия: главные новости к этому часу: 28 марта 2024
31
Денацификация Украины события дня: 28 марта 2024
35
Новости «Прибалтийских вымиратов»: 28 марта 2024
38
Россия: главные новости к этому часу: 28 марта 2024
39

Лента новостей

21:13 28-03-2024
Посольство Казахстана на Украине обратилось с призывом к согражданам «рассмотреть возможность» покинуть Харьковскую и Одесскую области
20:41 28-03-2024
Румынские наемники заявили о праве на подчинение части юго-западной Украины Бухаресту
18:33 28-03-2024
Крупнейшие ТЭС на Западной Украине надолго выведены из строя в результате ракетных ударов ВС РФ
17:08 28-03-2024
Глава киевского режима назначил нового руководителя Службы внешней разведки Украины
15:21 28-03-2024
Россия шпионит за Европой через трубопроводы
14:42 28-03-2024
В СВР подтвердили визит Сергея Нарышкина в Пхеньян
14:21 28-03-2024
Граждане Польши массово скупают жилье в Испании, опасаясь войны с РФ
12:40 28-03-2024
Задача для ФБР: коррупция с грязным топливом стала причиной крушения моста в США
12:25 28-03-2024
Зеленский спрогнозировал беби-бум на Украине после окончания войны
12:05 28-03-2024
В США отказались издавать большую книгу о Байдене из-за отсутствия интереса читателей
08:29 28-03-2024
Подоляк заявил о стагнации ВСУ по всей линии фронта
07:33 28-03-2024
США предложили выкупить для ВСУ весь флот вертолетов Ми-17 у Колумбии «за круглую сумму»
07:27 28-03-2024
Президент в разговоре с лётчиками цифрами объяснил, что Россия не собирается нападать на НАТО
20:55 27-03-2024
В кулуарах Белого дома все чаще говорят о грядущей нелегитимности Зеленского
18:20 27-03-2024
Экс-глава сербской разведки рассказал о сути угрозы Белграду со стороны Запада
18:04 27-03-2024
Макрон разгневал американцев заявлениями о введении войск на Украину
Все новости

ВосходИнфо » Аналитика / Прогнозы » Наука / Технологии » 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.

3-05-2016, 06:31
Современная физика: подлог, фантазия, обман
3-06-2016, 13:36
6 крупнейших тайн физики, которые до сих пор не разгаданы
13-05-2016, 14:02
В мантии Земли зафиксированы высокочастотные колебания

Добавьте комментарий

  • Смайлы и люди
    Животные и природа
    Еда и напитки
    Активность
    Путешествия и места
    Предметы
    Символы
    Флаги
Войти через
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Наверх