То су честице које настају из квантних флуктуација услед поремећаја у простор-времену изазваног црном рупом, а откриће би могло бити кључно за решавање једне од највећих загонетки модерне физике, пише Science Alert.
Потрага за јединственом теоријом
Научници се деценијама боре са тензијама између два фундаментална оквира за описивање универзума. С једне стране је општа теорија релативности, која описује гравитацију као континуирано поље познато као простор-време. С друге стране је квантна механика, која се бави понашањем дискретних честица користећи математику вероватноће. Да би се дошло до јединствене теорије квантне гравитације, ове две, до сада непомирљиве теорије, морају се ускладити.
Улога црних рупа и Хокинговог зрачења
Овде долазе до изражаја црне рупе, најекстремнији објекти у универзуму. Оне су толико густе да на одређеној удаљености од њиховог центра, познатој као хоризонт догађаја, ништа не може да побегне – чак ни светлост. Иако не можемо знати шта се дешава када нешто пређе ту границу, познати физичар Стивен Хокинг је 1974. године предложио да поремећаји у квантним флуктуацијама на самом хоризонту догађаја резултирају врстом зрачења веома сличном топлоти. Ово зрачење је касније названо по њему.
Проблем је у томе што је, ако постоји, ово зрачење преслабо да би се детектовало постојећом технологијом. Зато се научници окрећу лабораторијским симулацијама како би истражили његова својства.
Иновативни лабораторијски приступ
Иако су слични експерименти већ рађени раније, тим који је предводила Лоте Мертенс са Универзитета у Амстердаму покушао је нешто ново у студији из 2022. године. Користили су једнодимензионални ланац атома као путању дуж које би електрони могли да „скачу“ са једне позиције на другу. Подешавањем лакоће којом се ово „скакање“ дешавало, физичари су успели да створе вештачки хоризонт догађаја који је пореметио таласну природу електрона.
Обећавајући резултати
Ефекат овог лажног хоризонта догађаја изазвао је повећање температуре које је одговарало теоријским очекивањима за систем црних рупа. Занимљиво је да се ово догодило само када се део ланца атома проширио изван хоризонта догађаја, што би могло указивати на то да је квантно испреплетање честица са обе стране хоризонта кључно за генерисање Хокинговог зрачења.
Симулирано зрачење је било термално само под одређеним условима, што сугерише да је Хокингово зрачење термално само у специфичним ситуацијама, посебно када дође до промене закривљености простор-времена услед гравитације. Иако још није јасно шта ово значи за квантну гравитацију, овај модел нуди једноставан начин за проучавање феномена у контролисаном окружењу, без дивље динамике формирања стварних црних рупа. Због своје једноставности, модел се може применити у широком спектру експерименталних подешавања.
„Ово би могло отворити пут истраживању фундаменталних квантно-механичких аспеката гравитације и закривљеног простор-времена у различитим окружењима кондензоване материје“, написали су истраживачи у раду објављеном у часопису Physical Review Research.
Погледајте и: