صورة لمقال بعنوان فيزيائيون طوروا طريقة لرؤية

تفسير: كارل جوستافسون

قالت مجموعة من الفيزيائيين اكتشفوا خاصيتين لتسريع المادة يعتقدان أنهما يمكن أن يؤديا إلى نوع من الإشعاع لم يسبق له مثيل. الموصوفة حديثا الخصائص هي مراقبة الإشعاع – المعروف باسم تأثير Unrue – الذي يمكن أن يحدث في التجارب المعملية المنضدية.

في الطبيعة ، يُظهر تأثير Unruh نظريًا قدرًا سخيفًا من التسارعوبما أنه لا يمكن رؤيته إلا من منظور جسم متسارع في فراغ ، فمن المستحيل رؤيته. ولكن بفضل التطورات الحديثة ، قد يكون من الممكن اكتشاف تأثير Unruh في اختبار معمل.

في بحث جديد ، يصف فريق من العلماء جانبين غير معروفين سابقًا في مجال الكم ، مما يعني أنه يمكن ملاحظة تأثير Unruh بشكل مباشر. أولاً ، يمكن إحداث التأثير ، مما يعني أنه يمكن إحداث تأثير ضعيف بشكل طبيعي ليصبح أكثر وضوحًا في ظل ظروف معينة. الحدث الثاني هو عندما تصبح ذرة التسريع المثارة بدرجة كافية شفافة. كانت هناك دراسة جماعية نشرت رسائل مراجعة الفيزياء هذا الربيع.

تأثير Unruh (أو تأثير Fulling-Davis-Unruh ، المسمى للفيزيائيين الذين اقترحوا وجوده لأول مرة في السبعينيات) هو ظاهرة متنبأ بها في إطار نظرية المجال الكمي حيث يتسارع الكيان (سواء كان جسيمًا أو مركبة فضائية) في فراغ يضيء – لكنه لا يتوهج.لا تملك رؤيةيستطيع لا يتسارع أي مراقب خارجي في الفراغ.

قالت باربرا صودا ، عالمة الفيزياء بجامعة واترلو والمؤلفة الرئيسية للدراسة ، في مكالمة فيديو: “الشفافية الناتجة عن التسارع تعني أن تأثير Unrue يجعل الكاشف شفافًا للتغيرات اليومية ، نظرًا لطبيعة حركته”. مع جزمودو. تمامًا كما ينبعث إشعاع هوكينج من الثقوب السوداء عندما تسحب جاذبيتها الجسيمات ، فإن تأثير أونرو ينبعث من الأجسام أثناء تسارعها عبر الفضاء.

هناك سببان لعدم ملاحظة تأثير Unruh بشكل مباشر. لسبب واحد ، التأثير يتطلب قدرًا سخيفًا من التسارع الخطي ؛ للوصول إلى درجة حرارة 1 كلفن ، فإن المراقب الذي يتسارع سيرى الوهج ، المراقب لتسريعفي 100 كوينتيليون متر مربع في الثانية. الوهج الناتج دافئ. كلما كان الجسم يتحرك بشكل أسرع ، ارتفعت درجة حرارة التوهج وسوف تكون ساخنة.

الطرق السابقة لمراقبة تأثير Unruh موصى به. لكن هذا بفضل النتائج التي توصلوا إليها ، يعتقد الفريق أن لديهم فرصة مقنعة لمراقبة التأثير حول خصائص المجال الكمومي.

قال فيفيشيك سودهير ، الفيزيائي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف المشارك لآخر عمل: “أردنا إنشاء تجربة فريدة من نوعها يمكنها الكشف بشكل لا لبس فيه عن تأثير Unruh ومن ثم توفير منصة لدراسة مختلف الجوانب ذات الصلة”. “لا لبس فيه هو الصفة الرئيسية هنا: في مسرع الجسيمات ، هو في الواقع مجموعات من الجسيمات المتسارعة ، مما يعني أنه يصبح من الصعب للغاية استنتاج تأثير Unruh الأكثر دقة من بين التفاعلات المختلفة بين الجسيمات في الكتلة.”

وخلص سودهير إلى أنه “بمعنى ما ، نحتاج إلى قياس خصائص جسيم واحد متسارع محدد جيدًا بشكل أكثر دقة ، وهو ما لم تُصمم من أجله مسرعات الجسيمات”.

من المتوقع أن ينبعث إشعاع هوكينج من الثقوب السوداء ، وكلاهما تم تصويره بواسطة تلسكوب أفق الحدث.

من المتوقع أن ينبعث إشعاع هوكينج من الثقوب السوداء ، وكلاهما تم تصويره بواسطة تلسكوب أفق الحدث.
صورة: تعاون EHT

يتمثل جوهر تجربتهم المقترحة في إحداث تأثير Unruh في بيئة معملية ، باستخدام ذرة ككاشف تأثير Unruh. من خلال قصف الذرة بالفوتونات ، يرفع الفريق الجسيم إلى مستوى طاقة أعلى ، وشفافيته الناتجة عن التسارع تكتم الجسيم إلى أي ضوضاء يومية تحجب وجود تأثير Unruh.

وقال شودا إنه من خلال تحفيز الجسيم بالليزر ، “فإنك تزيد من احتمال رؤية تأثير أونروه ، ويزداد الاحتمال مع عدد الفوتونات في المجال”. “يمكن أن يكون هذا الرقم كبيرًا اعتمادًا على مدى قوة الليزر لديك. بعبارة أخرى ، يمكن للباحثين الهجوم جسيم يحتوي على كوادريليون صيسخن ، ويزيد من احتمالية تأثير Unru بمقدار 15 مرتبة من حيث الحجم.

نظرًا لأن تأثير Unruh مشابه لإشعاع هوكينغ من نواحٍ عديدة ، يعتقد الباحثون أن خواص المجال الكمومي التي وصفوها مؤخرًا يمكن استخدامها للحث على إشعاع هوكينغ والإشارة إلى وجود شفافية ناتجة عن الجاذبية. نظرًا لأن إشعاع هوكينغ لم يُلاحظ أبدًا ، فقد يكون كشف تأثير Unruh خطوة إلى الأمام فهم أفضل للتوهج النظري حول الثقوب السوداء.

بالطبع ، لا تعني هذه النتائج الكثير ما لم يمكن ملاحظة تأثير Unruh مباشرة في بيئة معملية – الخطوة التالية للباحثين. بالضبط عندما سيتم إجراء الاختبارات ، ومع ذلك ، ليتم رؤيتها.

أيضًا: يظهر الثقب الأسود في المختبر أن ستيفن هوكينغ كان على حق

READ  صور جديدة صادمة لكوكب المشتري تكشف تفاصيل الغلاف الجوي في ضوء مختلف (فيديو)

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here