Lubang Black Tiny Scientist Membawa Cosmos Ke Makmal


Di dalam makmalnya di Israel, Jeff Steinhauer kerajinan lubang hitam mikroskopik. Objek-objek ini adalah semacam butiran sederhana, yang tidak mempunyai kekuatan sedutan spaghettifying bintang mati yang sebenar. Tetapi Steinhauer, ahli fizik di Technion universiti penyelidikan, memberi jaminan kepada saya bahawa dia telah membina mereka secara matematik untuk skala. Zum cukup jauh, dan anda akan melihat cakerawala acara kecil yang memuat semula drama lubang hitam yang benar.

Setiap gumpalan-gumpalan kecil ini terdiri daripada 8,000 atom rubidium yang Steinhauer disejukkan ke sifar mutlak dan kemudian dihirup dengan laser. Secara kolektif, atom menimbang kira-kira seribu bakterium tunggal.

Di lubang hitam yang sebenar, graviti begitu kuat sehingga apabila anda menyeberangi cakrawala acara, bahkan cahaya tidak dapat melepaskan diri. Replika Steinhauer, yang secara teknikal dikenali sebagai kondensat Bose-Einstein, mempunyai sifat yang sama tetapi untuk gelombang bunyi. Melewati sempadan dalam gumpalan itu, tiada getaran sonik dapat melarikan diri.

Jeff Steinhauer membuat model skala kecil lubang hitam di makmalnya daripada atom rubidium.Gambar: JeffSteinhauer / Technion

Kerja ini adalah contoh jenis percubaan saintifik yang baru yang dikenali sebagai simulator kuantum. Simulator kuantum adalah replika kecil dari fenomena semulajadi rumit yang tingkah lakunya mematuhi peraturan mekanik kuantum. Ia bersamaan kuantum membina pesawat model untuk meramalkan bagaimana jet sebenar akan terbang, kata ahli fizikal Ignacio Cirac dari Max Planck Institute for Quantum Optics.

Sebagai contoh, Steinhauer belajar dari replika kuantumnya yang memancarkan gelombang sonik yang serupa dengan gelombang cahaya yang sebenarnya dihasilkan oleh lubang hitam sebenar, yang dikenali sebagai radiasi Hawking. Kerana lubang hitam sebenar sangat sukar untuk dipelajari, dan radiasi Hawking sangat redup, penyelidik tidak pernah memerhatikan radiasi di luar angkasa. Tetapi gelombang bunyi dalam simulasi Steinhauer memberikan sokongan kepada idea itu.

Dalam percubaan lain yang melibatkan gumpalan atom sejuk, ahli fizik di University of Chicago mensimulasikan persekitaran yang melampau yang berbeza-apa yang akan menjadi seperti bagi orang untuk mempercepatkan kepada berbilion g. Teori meramalkan bahawa seseorang yang mempercepatkan puasa ini harus dapat melihat objek yang memancarkan cahaya, yang dinamakan radiasi Unruh.

Tidak mustahil untuk mempercepatkan seseorang yang banyak di makmal; untuk satu, mereka akan jatuh ke dinding hampir dengan serta merta. Jadi penyelidik membuat versi treadmill senario-semuanya tetap di tempat, tetapi mereka menghasilkan ilusi makmal yang mempercepatkan melampaui gumpalan atom mereka. "Ia seperti kita meletakkan diri kita dalam simulator penerbangan," kata ahli fizik Cheng Chin dari University of Chicago. "Anda fikir anda sedang memandu jet, tetapi anda sebenarnya berada di makmal."