Физики придумали, как увидеть квантовый эффект всего за несколько часов

Исследователи предложили новый способ подтверждения неуловимого эффекта Унру. Эксперимент должен занять несколько часов, а не миллиарды лет. Свою теорию ученые описали в журнале Physical Review Letters.

Исследователи из Массачусетского технологического института и Университета Ватерлоо предложили вместо спонтанных наблюдений активно стимулировать эффект Урну и подавлять другие конкурирующие квантовые явления. Ученые сравнивают свою идею с набрасыванием плаща-невидимки на все сторонние процессы, чтобы нужный эффект стал заметнее на расчищенном фоне.

Эффект Урну впервые был предсказан физиком Уильямом Унру из Университета Британской Колумбии в 1976 году. Теория предполагает, что тело, ускоряющееся в вакууме, должно ощущать присутствие теплого излучения. Как отмечают исследователи из MIT, этот эффект связан с квантовыми взаимодействиями между ускоренной материей и квантовыми флуктуациями в вакууме пустого пространства.

Авторы нового исследования говорят, что сложность в подтверждении эффекта Унру связана с чрезвычайно малой вероятностью его увидеть. Для этого, по словам ученых, требуется или приложить огромные усилия, или очень долго наблюдать (возможно млрд лет). Например, чтобы произвести свечение, достаточно теплое для измерения детекторами, тело размером с атом нужно разогнать до скорости света менее чем за миллионную долю секунды. 

«Чтобы увидеть этот эффект за короткий промежуток времени, вам нужно невероятное ускорение, — говорит Вивишек Судхир, соавтор исследования из MIT. — А если использовать разумное ускорение, придется ждать огромное количество времени — больше, чем возраст Вселенной — чтобы увидеть измеримый эффект».

Физики предложили использовать свет для того, чтобы усилить флуктуации вакуума. Добавление фотонов пропорционально усиливает все явления, которые будут происходить во время эксперимента. Ключевая сложность такого подхода состояла в том, что вместе с эффектом Унру усиливаются и все другие эффекты.

Чтобы решить эту проблемы, исследователи предложили воздействовать на траекторию частицы. Теоретически они показали, что если ускорять атом в потоке фотонов по специфической траектории, то все побочные эффекты будут невидимы для наблюдателя.

Когда мы стимулируем эффект Унру, в то же время мы также стимулируем обычные или резонансные эффекты, но мы показываем, что, изменяя траекторию частицы, мы можем по существу отключить эти эффекты.

Барбара Шода, соавтор исследования из Университета Ватерлоо

Физики планируют построить ускоритель частиц лабораторных размеров, чтобы разогнать электрон до скорости, близкой к скорости света, которую они будут в дальнейшем увеличивать с помощью лазерного луча. Сейчас ученые работают над поиском способа изменения траектории движения электрона.

«Теперь, по крайней мере, мы знаем, что в нашей жизни есть шанс увидеть этот эффект, — говорит Судхир. — Это сложный эксперимент, и нет никакой гарантии, что мы сможем его провести, но эта идея — наша ближайшая надежда».


Читать далее:

За ней охотились столетиями: что нам известно о планете Вулкан рядом с Солнцем

Астрономы нашли планету недалеко от Земли: у нее очень странная орбита

Необъяснимую двойственность нашли в физике элементарных частиц: к чему это приведет

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука
Генетики разгадали секреты выживания устойчивой к антибиотикам бактерии
Наука
Астрофизики разгадали тайну космических ускорителей частиц
Космос
Илон Маск: Neuralink поставил мозговой имплант третьему пациенту
Новости
В Китае дроны вызвали снегопад в горах, чтобы решить проблему с недостатком воды
Новости
«Сестра Клеопатры» оказалась римским больным подростком
Наука
2024 год стал самым жарким за полтора века: впервые превышен предел в 1,5°С
Наука
Юпитер оказался не таким, как считали ученые: открытие опровергает гипотезу о гиганте
Космос
Физики придумали, как найти новые измерения в пространстве
Наука