"Лазер черной дыры" может наконец-то осветить неуловимое излучение Хокинга

Ученые приближаются к тому, что смогут обнаружить излучение Хокинга -- неуловимое тепловое излучение, которое, как считается, производится горизонтом событий черной дыры.

Однако просто понять концепцию этого излучения сложно, не говоря уже о его обнаружении, рассказывает издание Science Alert.

В новом предложении предлагается создать особый вид квантовой схемы, которая действовала бы как "лазер черной дыры", по сути имитируя некоторые свойства черной дыры. Как и в предыдущих исследованиях, идея заключается в том, что эксперты могут наблюдать и изучать излучение Хокинга, даже не смотря на настоящие черные дыры.

Основной принцип относительно прост. Черные дыры – это объекты, которые так деформируют пространство-время, что даже волна света не может убежать. Замените пространство-время на какой-то другой материал (например, воду) и дайте ему течь достаточно быстро, чтобы волны, проходящие через него, были слишком медлительны, чтобы вырваться, и вы получите довольно примитивную модель.

Многие из примеров также могут включать эквивалент "белой дыры" – своеобразной обратной черной дыры, куда волны могут только убежать, но не могут войти.

В этой новейшей попытке создать такую ​​дыру исследователи предлагают использовать материал со структурой, который не встречается в природе, спроектирован таким образом, чтобы частицы внутри него могли двигаться быстрее, чем свет, проходящий сквозь него.

"Элемент метаматериала дает возможность излучению Хокинга путешествовать туда и обратно между горизонтами", - говорит физик Харуна Катаяма из Университета Хиросимы в Японии.

Целью является усиление излучения Хокинга настолько, чтобы его можно было измерить, а для достижения этой цели Катаяма также использует так называемый эффект Джозефсона – явление, когда создается непрерывный поток тока, не требующий напряжения.

Благодаря использованию метаматериала и помощи эффекта Джозефсона это предложение обещает выйти за рамки предыдущих попыток теоретизировать, как может выглядеть лазер черной дыры, даже если на самом деле его еще предстоит создать.

В исследовании предполагается, что такая схема потенциально может создать так называемый солитон – локализованную и самоусиляющююся форму волны, способную удерживать свою скорость и форму до тех пор, пока система не будет разрушена внешними факторами.

"В отличие от ранее предложенных лазеров черной дыры, наша версия имеет полость черная дыра/белая дыра, образовавшуюся в пределах одного солитона, где излучение Хокинга выпускается вне солитона, чтобы мы могли его оценить", - говорит Катаяма.

В конце концов, система позволила бы математически измерить квантовую корреляцию между двумя частицами – одной внутри и одной за пределами горизонта событий, без необходимости наблюдать за ними одновременно.

Именно так, как считается, излучение Хокинга производится в виде запутанных пар частиц. Его открытие приблизило бы нас к единой и круговой теории всего, которая соединила бы квантовую механику и общую теорию относительности.

Остаются вызовы для того, чтобы сделать этот лазер черной дыры реальностью, но если ученые смогут правильно его настроить, это может не только позволить нам наблюдать излучение Хокинга – это также может дать нам инструменты для управления им, открывая целый ряд новых возможностей.

"В будущем мы хотели бы разработать эту систему для квантовой связи между различными пространство-временами с помощью излучения Хокинга", - говорит Катаяма.

Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.