Jurnal FM 
Studiu: Viteza de deformare sau „efectul Unruh” poate fi în sfârșit testată
#Postat de Antoniu Lovin on mai 16, 2022
Un obstacol major pentru munca în fruntea fizicii fundamentale este incapacitatea de a testa teorii de ultimă oră într-un cadru de laborator. Dar o descoperire recentă deschide ușa oamenilor de știință pentru a vedea idei în acțiune care anterior erau înțelese doar în teorie sau reprezentate în science fiction și ne avansează înțelegerea teoriei relativității și a mecanicii cuantice. O astfel de teorie se referă la efectul Unruh. Atunci când astronauții dintr-o navă spațială suferă o accelerație super puternică și văd lumina stelelor curgând, atunci efectul Unruh este o strălucire caldă suplimentară deasupra luminii în flux. Prevăzut pentru prima dată de fizicianul canadian Bill Unruh, acest efect este strâns legat de strălucirea găurilor negre prezisă de Stephen Hawking. Acest lucru se datorează faptului că găurile negre accelerează puternic totul spre ele. „Se crede că găurile negre nu sunt în întregime negre”, spune Barbara Šoda, doctorand în fizică la Universitatea din Waterloo. „În schimb, după cum a descoperit Stephen Hawking, găurile negre ar trebui să emită radiații. Acest lucru se datorează faptului că, în timp ce nimic altceva nu poate scăpa de o gaură neagră, fluctuațiile cuantice ale radiației pot.”
Similar cu modul în care efectul Hawking are nevoie de o gaură neagră, efectul Unruh necesită accelerații enorme pentru a produce o strălucire semnificativă. Prin urmare, s-a considerat că efectul Unruh este atât de slab încât ar fi imposibil de măsurat cu accelerațiile care pot fi obținute în experimentele cu tehnologia actuală. Numai în acest caz, este produsul accelerației mai degrabă decât al gravitației. Nu o simți? Există un motiv bun pentru asta. Ar trebui să te miști cu o viteză imposibilă pentru a simți chiar și cea mai slabă dintre razele Unruh. Deocamdată, efectul rămâne un fenomen pur teoretic, cu mult peste capacitatea noastră de a măsura. Dar asta s-ar putea schimba în curând, în urma unei descoperiri a cercetătorilor de la Universitatea Waterloo din Canada și de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT).
Efectul Unruh se află chiar la granița legilor cuantice și a relativității generale. Pur și simplu prin accelerare, un atom ar putea experimenta cea mai mică dintre oscilări în câmpul electromagnetic înconjurător ca fotoni de energie scăzută, transformați printr-un fel de efect Doppler. Această interacțiune între experiența relativă a undelor într-un câmp cuantic și vibrația electronilor unui atom se bazează pe o sincronizare comună a frecvențelor acestora. Orice efecte cuantice care nu se bazează pe sincronizare sunt de obicei ignorate, date pe hârtie, tind să se echilibreze pe termen lung. Împreună cu colegii Vivishek Sudhir și Barbara Soda, Kempf a arătat că atunci când un atom este accelerat, aceste condiții de obicei neglijabile devin mult mai semnificative și pot prelua de fapt efecte dominante.
Lovind un atom în modul corect, cum ar fi folosind un laser puternic, ei au arătat că este posibil să se folosească aceste interacțiuni alternative pentru a face atomii în mișcare să experimenteze efectul Unruh fără a fi nevoie de accelerații mari. Ca bonus, echipa a mai descoperit că, având în vedere traiectoria corectă, un atom care se accelerează ar putea deveni transparent pentru lumina care intră, suprimându-i în mod eficient capacitatea de a absorbi sau de a emite anumiți fotoni. Pe lângă aplicațiile științifico-fantastice, identificând modalități de a influența capacitatea unui atom care se accelerează de a se angaja cu ondulații în vid, este posibil să reușim să găsim noi modalități de a găsi unde fizica cuantică și relativitatea generală lasă loc unui nou cadru teoretic. „De peste 40 de ani, experimentele au fost împiedicate de incapacitatea de a explora interfața dintre mecanica cuantică și gravitația”, spune Sudhir, un fizician de la MIT. „Avem aici o opțiune viabilă de a explora această interfață într-un cadru de laborator. Dacă ne putem da seama de unele dintre aceste întrebări mari, ar putea schimba totul.” Sursa: futurespacetech.com
