ВСЛУХ

Квантовый торнадо раскроет тайны черных дыр

Квантовый торнадо раскроет тайны черных дыр
Если вы думаете, что обычные торнадо страшны, пристегнитесь: ученые создали такой мощный торнадо, что он напоминает черную дыру. Чем именно? Гигантский вихрь настолько хорошо имитирует черные дыры, что может предоставить беспрецедентные возможности для их изучения.


Экспериментальное исследование, опубликованное в журнале Nature, представило нечто невиданное ранее: квантовый торнадо. По сути, в то время как обычный торнадо срывает с места и уносит в круговорот деревья и дома, квантовый торнадо вращает атомы и частицы.

Чтобы заставить торнадо имитировать черную дыру, исследователям пришлось использовать гелий в его сверхтекучем состоянии, когда его вязкость позволяет ему свободно течь. Эти свойства позволили ученым внимательно наблюдать, как гелий взаимодействует с окружающей средой. Это привело к открытию, что крошечные волны на поверхности жидкости имитируют гравитационные условия вокруг вращающихся черных дыр.

Так как же они это сделали? Во-первых, команде пришлось добиться от жидкости определенных свойств. Для этого пришлось охладить несколько литров сверхтекучего гелия до предельно возможных температур — ниже -271°C.

Обычно при вращении микроскопические объекты внутри жидкого гелия, называемые квантовыми вихрями, ведут себя подобно предметам внутри центрифуги — разлетаются друг от друга. Но при ультранизкой температуре гелий приобретает удивительные квантовые свойства, которые стабилизируют его. Используя новое криогенное устройство, исследователям удалось удержать десятки тысяч этих крошечных объектов, создав вихревой поток, напоминающий торнадо.

Успешный эксперимент открывает перед учеными новые возможности для моделирования теорий об искривленном пространстве-времени и гравитации, поскольку исследователи смогут сравнивать взаимодействия в моделируемой черной дыре с собственными теоретическими прогнозами.

Когда мы впервые наблюдали явные признаки физики черных дыр в нашем первоначальном аналоговом эксперименте еще в 2017 году, это был прорывной момент для понимания некоторых причудливых явлений, которые зачастую сложно, а то и невозможно изучить иначе. Теперь, благодаря нашему более сложному эксперименту, мы вывели это исследование на новый уровень, что в конечном итоге может привести нас к предсказанию того, как квантовые поля ведут себя в искривленном пространстве-времени вокруг астрофизических черных дыр

— профессор Силке Вайнфуртнер, который возглавляет работу в Лаборатории черных дыр.

Автор:

Мы в Мы в Яндекс Дзен
От черных дыр до Луны: Новые способы обнаружения гравитационных волнГолографическая вселенная: самая радикальная теория в физике

Рисунки по кайфу

Рисунки по кайфу

Ученые определили, что древние перуанские художники рисовали на скалах, приняв галлюциногенные вещества...
  • 180