Физичари су 2022. године постигли нешто изванредно: користећи ланац атома у једном низу за симулацију хоризонта догађаја црне рупе, посматрали су еквивалент онога што називамо Хoкинговим зрачењем. Реч је о честицама које настају из квантних флуктуација због прекида у простор-времену што узрокује црна рупа, а откриће би могло бити кључно за решавање једне од највећих загонетки модерне физике, пише Science Alert.
Научници се деценијама суочавају с напетостима између два темељна оквира за описивање свемира. С једне стране је општа теорија релативности, која описује гравитацију као континуирано поље познато као простор-време. С друге стране је квантна механика, која се бави понашањем дискретних честица користећи математику вериватноће-
Да би се до јединствене теорије квантне гравитације ове две, за сада непомирљиве теорије, морају се ускладити. Ту на сцену ступају црне рупе, најекстремније појаве у свемиру. Толико су густе да унутар одређене удаљености од средишта, познате као хоризонт догађаја, ништа не може побећи – чак ни светлост. Иако не можемо знати штa се догађа једном кад нешто пређе ту границу, славни физичар Стувен Хoкинг је 1974. године предложио да прекиди у квантним флуктуацијама на самом хоризонту догађаја резултирају врстом зрачења врло сличном топлотном. То зрачење касније је названо његовим именом.
Проблем је што, ако постоји, ово зрачење је преслабо да бисмо га детектовали постојећом технологијом. Због тога се научници окрећу лабораторијским симулацијама да истраже његова својства. Иако су се слични експерименти спроводили и раније, истраживачи предвођени Лоте Мертенсом са Универзитета у Амстердаму је у студији из 2022. године испробали нешто ново. Kористили су једнодимензионални ланац атома као стазу по којој су електрони могли скакати с једне позиције на другу. Подешавањем лакоће с којом се то скакање одвијало, физичари су створили вештачки хоризонт догађаја који је ометао таласну природу електрона. Учинак овог лажног хоризонта догађаја изазвао је пораст температуре који се подударао с теоријским очекивањима за црне рупе.
Занимљиво је да се то догодило само када се дeо ланца атома протезао ван хоризонта догађаја, што би могло значити да је квантна испреплетеност честица с обе стране хоризонта кључна за стварање Хoкинговог зрачења. Симулирано зрачење било је топлотно само под одређеним условима, што сугерише да је Хoкингово зрачење топлотно једино у специфичним ситуацијама, посебно када постоји промена у закривљености простор-времена због гравитације. Иако још није јасно шт а то значи за квантну гравитацију, овај модел нуди једноставан начин проучавања феномена у контролисаном окружењу, без утицаја дивље динамике стварања праве црне рупе. Због своје једноставности, модел се може применити у широком распону експерименталних поставки.
„Ово може отворити пут за истраживање темељних квантномеханичких аспеката уз гравитацију и закривљење простор-времена у различитим поставкама кондензованне материје”, написали су истраживачи у научном раду објављеном у часопису Physical Review Research.
(Индекс)
