Fizicienii au găsit o modalitate de a declanșa strălucirea ciudată a accelerării la viteza Warp

De fiecare dată când faci un pas, spațiul are o strălucire ciudată într-o lumină caldă. Dar dacă ai accelera până la viteza Warp?

Numită efectul Fulling–Davies–Unruh (sau uneori doar efectul Unruh), această strălucire ciudată a radiației care iese din vid este asemănătoare cu misterioasa radiație Hawking despre care se crede că înconjoară găurile negre.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Doar că, în acest caz, este produsul accelerației mai degrabă decât al gravitației.

Pot oamenii să simtă această strălucire ciudată?

Nu simți această strălucire ciudată? 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).

Experimente de laborator

Revenind la elementele de bază, ei au demonstrat că ar putea exista o modalitate de a stimula efectul Unruh, astfel încât să poată fi studiat direct în condiții mai puțin extreme.

Într-o întorsătură neașteptată, este posibil ca oamenii de știință să fi descoperit și secretul pentru a face materia invizibilă.

Adevărata realizare, totuși, ar fi deschiderea unor noi baze în experimente care urmăresc să unească două teorii puternice, dar incompatibile în fizică: una care descrie modul în care se comportă particulele, cealaltă care acoperă curba spațiului și timpului.

„Teoria relativității generale și teoria mecanicii cuantice sunt în prezent oarecum în dezacord, dar trebuie să existe o teorie unificatoare care să descrie modul în care funcționează lucrurile în Univers”, spune matematicianul Achim Kempf, de la Universitatea din Waterloo.

„Am căutat o modalitate de a uni aceste două mari teorii, iar această lucrare ne ajută să ne apropiem, deschizând oportunități de testare experimentală a teoriilor”, spune Kempf.

Ce anume unește și ce desparte cele două teorii?

Efectul Unruh se află chiar la granița dintre legile cuantice și cele ale relativității generale.

Potrivit fizicii cuantice, un atom care stă singur în vid ar trebui să aștepte ca un foton să pătrundă prin câmpul electromagnetic și să-i împingă electronii înainte de a se putea considera iluminat.

Dacă luăm în considerare relativitatea, există o modalitate de a „trișa”. Prin simpla accelerare, un atom ar putea experimenta cele mai mici oscilări din câmpul electromagnetic înconjurător drept 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, deoarece matematic ele tind să se echilibreze pe termen lung.

Ar putea fi obținută acea strălucire ciudată fără accelerații mari?

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.

Interacționând cu un atom într-un mod anume, de exemplu 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 accelerează ar putea deveni transparent pentru lumina care intră, suprimându-i în mod eficient capacitatea de a absorbi sau de a emite anumiți fotoni, scrie Science Alert.

Un nou cadru teoretic

Dând la o parte aplicațiile științifico-fantastice, identificând modalități de a influența capacitatea unui atom care accelerează de a interacționa cu ondulații în vid, este posibil să putem găsi noi modalități de a afla locul în care 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 am putea răspunde la unele dintre aceste mari întrebări, am putea schimba totul”, încheie Sudhir.

Această cercetare a fost publicată în Physical Review Letters.

Vă recomandăm să citiți și:

Un ceas bate în inima fiecărui atom

Un profesor de la Oxford susține că ne-am putea înșela în legătură cu Universul

Cercetătorii au descoperit cum comunică materia întunecată cu materia obișnuită. „Viitorul pare mai luminos”

Cercetătorii au surprins sunetul straniu al ecourilor create de găurile negre. Ascultă AICI!