あアナログは、理論的には本物が放出するとらえどころのない放射線について、何かを教えてくれるかもしれません。
2022 年の物理学者チームは、単一列の原子の連鎖を使用してブラック ホールの事象の地平線をシミュレートし、私たちが呼んでいるものと同等のものを観察しました。– ブラックホールの時空の裂け目によって引き起こされる量子ゆらぎの乱れから生まれる粒子。
これは、宇宙を記述するための現在相容れない 2 つの枠組みの間の緊張を解決するのに役立つ可能性がある、と彼らは言います。、時空として知られる連続場としての重力の挙動を説明します。そして量子力学は、確率の数学を使用して離散粒子の挙動を説明します。
普遍的に適用できる量子重力の統一理論のためには、これら 2 つの相容れない理論が何とか調和する方法を見つける必要があります。
ここがおそらく宇宙で最も奇妙で最も極端な物体が登場します。これらの巨大な物体は信じられないほど密度が高いため、ブラック ホールの質量中心から一定の距離以内では、宇宙の速度が脱出するには十分ではありません。光速でもない。
その距離、変化するブラックホールの質量に応じて、事象の地平線と呼ばれます。物体がその境界を越えると、その運命に関する重要な情報は何も戻ってこないため、何が起こるかを想像することしかできません。しかし1974年に、は、事象の地平線によって引き起こされる量子ゆらぎの中断により、熱放射に非常によく似た種類の放射が生じると提案しました。
もしこのホーキング放射が存在するとしても、それは私たちがまだ検出するには弱すぎます。おそらく、宇宙のシューシューという静音からそれを取り出すことは決してできないでしょう。でも、できます作成することで実験室環境で。
これは以前にも行われたことだったが、2022年11月にオランダのアムステルダム大学のロッテ・メルテンス率いるチームが新しい試みを行った。
原子の一次元鎖が経路として機能します。電子がある位置から別の位置に「ホップ」します。このホッピングの起こりやすさを調整することで、物理学者は特定の特性を消失させ、電子の波のような性質を妨げる一種の事象の地平線を効果的に作り出すことができました。
この偽の事象の地平線の影響により、同等のブラックホール系の理論的予想と一致する温度上昇が生じた、と研究チームは述べた。ただし、連鎖の一部が事象の地平線を超えて広がった場合に限ります。
これが意味するのは、事象の地平線をまたぐ粒子の数は、ホーキング放射の生成に役立ちます。
シミュレートされたホーキング放射は、「平坦」と考えられる一種の時空を模倣することから始まったシミュレーションの下では、特定の範囲のホップ振幅に対してのみ熱的でした。これは、ホーキング輻射が、重力による時空の歪みに変化がある場合と、ある範囲の状況内でのみ熱的である可能性があることを示唆しています。
これが量子重力にとって何を意味するかは不明だが、このモデルは、ブラックホール形成の激しい力学の影響を受けない環境におけるホーキング放射の出現を研究する方法を提供する。また、非常にシンプルなため、幅広い実験設定で使用できると研究者らは述べた。
「これにより、さまざまな凝縮物質環境における重力や湾曲した時空と並んで、基本的な量子力学の側面を探求する場が開かれる可能性があります。」研究者たちは書いた.
この研究は、フィジカルレビュー研究.
この記事のバージョンは 2022 年 11 月に初めて公開されました。