Hawking'e saygı! Kara deliklerin termal simülasyonu Hawking radyasyon teorisi ile tutarlıdır!
Technion-İsrail Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar, yarattıkları termal olarak simüle edilmiş bir kara deliğin Hawking radyasyon teorisi ile tutarlı olduğunu buldular. Ekip, Nature'da yayınlanan araştırma makalesinde, simüle edilmiş bir kara delik oluşturma ve içindeki verileri sıcaklığını test etmek için kullanma sürecini anlattı. Nottingham Üniversitesi'nden Silke Weinfurtner, ekibin aynı konudaki araştırmasıyla ilgili bir haber ve fikir yayınladı.
Stephen Hawkingin teorisi, bir kara deliğe yakın tüm maddelerin düşmeyeceğidir - bazı durumlarda, bir çift dolaşık parçacık ortaya çıktığında, bunlardan yalnızca birinin düşeceğine ve diğerinin kaçacağına inanmaktadır.
Kaçan parçacıklara Hawking radyasyonu adı verilir. Hawking ayrıca bir kara delikten kaçan radyasyonun sıcak olacağını ve sıcaklığının kara deliğin boyutuna bağlı olacağını tahmin ediyor. Kara deliklerin doğası gereği - bir kara delikten kaçan herhangi bir radyasyon gözlemlenemeyecek kadar zayıftır, bu teoriyi test etmek zor olmuştur. Bu sorunu çözmek için, araştırmacılar laboratuvarda kara delik analogları yaratmaya çalışıyorlar.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Böyle bir benzetmeyle, bir çift fonon, gerçek bir kara delikteki dolaşık parçacıkları değiştirebilir. Deney, bir grup rubidyum atomunu soğutmayı ve bir Bose-Einstein yoğunlaşması oluşturmak için bir lazer kullanmayı içerir. Daha sonra atomlar, gerçek kara delikler tarafından yakalanmaya benzer bir şekilde akmaya zorlanır.
Bu durumda ses dalgaları normal şartlar altında kaçamaz. Deneyde, araştırmacılar bir çift fonondan birini atomik akışa düşmeye zorlarken, diğerinin kaçmasına izin verdiler. Bunu yaptıklarında, araştırmacılar iki fonon ölçtüler ve sıcaklığı 103,5 milyon Kelvin olarak tahmin edebildiler.
Bunun Hawking'in öngörüsü ile tutarlı olduğu bulundu ve araştırmacılar ayrıca böyle bir sistemden gelen radyasyonun sıcak olduğu konusunda hemfikir oldular. Tabii ki, bu çalışma bu teoriyi kanıtlamadı ve bunu yapmanın tek yolu, gerçek kara deliklerin radyasyonunu gerçekten ölçebilen bir teknoloji geliştirmek olurdu - ama bu teoriyi daha inandırıcı kılıyor.
Kara deliklerin entropisi ve Hawking radyasyonu, büyüklük faktörü içinde, yüzey yerçekimi tarafından verilen sıcaklıkla aynı olmalıdır. Ek olarak, Hawking radyasyonu, çelişkili bilgiler üreten bir termal spektruma sahip olmalıdır. Bununla birlikte, bu termal özellik en azından siyah cisim faktörü ile sınırlandırılmalıdır. Hawking radyasyonunun fiziğinin bir simülasyon sisteminde doğrulanabileceği öne sürülmüş, bu fikir dikkatlice çalışılmış ve teorik olarak geliştirilmiştir.
Bu konudaki teorik araştırma ve uzun vadeli araştırmalar, simüle edilmiş kara deliklerde kendiliğinden Hawking radyasyonunu gözlemlememizi sağlar. Gözlemlenen korelasyon spektrumu hem en düşük hem de en yüksek enerjide termal özellikleri gösterir, ancak genel spektrumun termal bir formu yoktur ve sıcaklık atfı yoktur.
Gözlemler üzerine teorik araştırma yoluyla, termal ve Hawking sıcaklığı tahmin edilmektedir.Bu araştırmada, manyetik alan gürültüsünü azaltmak ve mekanik ve termal kararlılığı artırmak gibi önceki ayara göre geliştirilmiş bir simüle edilmiş kara delik inşa edilmiştir. Ve optiği yeniden tasarladı. Hawking radyasyonunun korelasyon spektrumunun termal spektrum ile iyi bir uyum içinde olduğu ve sıcaklığının Hawking'in teorisinin tahminini doğrulayan yüzey yerçekimi tarafından verildiği bulunmuştur. Gözlemlenen Hawking radyasyonu gerçek karadeliğe benzer ve doğrusal bir dağılım halindeyken, kara delikteki radyasyon sadece tahminle tutarlı olan negatif enerji eşlik modlarından oluşur.
Copyright Science Advances / Bob Yirka, Phys
Referans Dergisi "Nature"
DOI: 10.1038 / s41586-019-1241-0
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
