Shkencëtarët krijuan një vrimë të zezë në laborator

Një lloj i ri analog i vrimës së zezë mund të na tregojë një ose dy gjëra për një rrezatim të pakapshëm të emetuar teorikisht nga gjëja reale.

Duke përdorur një zinxhir atomesh në një skedar të vetëm për të simuluar horizontin e ngjarjeve të një vrime të zezë, një ekip fizikantësh ka vëzhguar ekuivalentin e asaj që ne e quajmë rrezatim Hawking – grimcat e lindura nga shqetësimet në luhatjet kuantike të shkaktuara nga thyerja e vrimës së zezë në hapësirë-kohë. .

Kjo, thonë ata, mund të ndihmojë në zgjidhjen e tensionit midis dy kornizave aktualisht të papajtueshme për përshkrimin e Universit: teoria e përgjithshme e relativitetit, e cila përshkruan sjelljen e gravitetit si një fushë e vazhdueshme e njohur si hapësirë-kohë; dhe mekanika kuantike, e cila përshkruan sjelljen e grimcave diskrete duke përdorur matematikën e probabilitetit.

Për një teori të unifikuar të gravitetit kuantik që mund të zbatohet në mënyrë universale, këto dy teori të pandashme duhet të gjejnë një mënyrë për t’u bashkuar disi.

Këtu shfaqen vrimat e zeza – ndoshta objektet më të çuditshme, më ekstreme në Univers. Këto objekte masive janë kaq të dendura sa që, brenda një distancë të caktuar nga qendra e masës së vrimës së zezë, asnjë shpejtësi në Univers nuk është e mjaftueshme për t’u shpëtuar. As shpejtësia e dritës.

Kjo distancë, që ndryshon në varësi të masës së vrimës së zezë, quhet horizonti i ngjarjeve. Pasi një objekt kalon kufirin e tij, ne mund të imagjinojmë vetëm se çfarë ndodh, pasi asgjë nuk kthehet me informacion jetik për fatin e tij. Por në vitin 1974, Stephen Hawking propozoi që ndërprerjet e luhatjeve kuantike të shkaktuara nga horizonti i ngjarjeve rezultojnë në një lloj rrezatimi shumë të ngjashëm me rrezatimin termik.

Nëse ky rrezatim Hawking ekziston, është shumë i zbehtë për ne që ta zbulojmë ende. Është e mundur që ne kurrë nuk do ta heqim atë nga statika fërshëllyese e Universit. Por ne mund të hetojmë vetitë e saj duke krijuar analoge të vrimave të zeza në mjedise laboratorike.

Kjo është bërë edhe më parë, por tani një ekip i drejtuar nga Lotte Mertens nga Universiteti i Amsterdamit në Holandë ka bërë diçka të re.

Një zinxhir njëdimensional atomesh shërbeu si një rrugë për elektronet që të ‘hopnin’ nga një pozicion në tjetrin. Duke akorduar lehtësinë me të cilën mund të ndodhë ky kërcim, fizikanët mund të shkaktojnë zhdukjen e disa veçorive, duke krijuar në mënyrë efektive një lloj horizonti ngjarjesh që ndërhynte në natyrën e valëve të elektroneve.

Efekti i këtij horizonti të ngjarjeve të rreme prodhoi një rritje të temperaturës që përputhej me pritjet teorike të një sistemi ekuivalent të vrimave të zeza, tha ekipi, por vetëm kur një pjesë e zinxhirit shtrihej përtej horizontit të ngjarjeve.

Kjo mund të nënkuptojë se ngatërrimi i grimcave që përshkojnë horizontin e ngjarjeve është i rëndësishëm në gjenerimin e rrezatimit Hawking.

Rrezatimi i simuluar i Hawking ishte vetëm termik për një gamë të caktuar të amplitudave të hopit, dhe sipas simulimeve që filluan duke imituar një lloj hapësire-kohe të konsideruar si ‘të sheshtë’. Kjo sugjeron që rrezatimi Hawking mund të jetë vetëm termik brenda një sërë situatash dhe kur ka një ndryshim në deformimin e hapësirës-kohës për shkak të gravitetit.

Është e paqartë se çfarë do të thotë kjo për gravitetin kuantik, por modeli ofron një mënyrë për të studiuar shfaqjen e rrezatimit Hawking në një mjedis që nuk ndikohet nga dinamika e egër e formimit të një vrime të zezë. Dhe, për shkak se është kaq e thjeshtë, mund të vihet në punë në një gamë të gjerë organizimesh eksperimentale, thanë studiuesit.

“Kjo mund të hapë një vend për eksplorimin e aspekteve themelore kuantike-mekanike së bashku me gravitetin dhe hapësirën e lakuar në mjedise të ndryshme të lëndës së kondensuar,” shkruajnë studiuesit.