اكتشف الفيزيائيون طريقة لرؤية “تأثير Unruh” المراوغ في المختبر

صورة لمقال بعنوان فيزيائيون ابتكروا طريقة لرؤية

رسم: كارل جوستافسون

يقول فريق من الفيزيائيين لديهم اكتشفوا خاصيتين للمادة المتسارعة التي يعتقدون أنها يمكن أن تجعل نوعًا من الإشعاع مرئيًا من قبل. الموصوفة حديثا يعني أن مراقبة الإشعاع – تسمى تأثير Unruh – يمكن أن تحدث في تجربة معملية على الطاولة.

يتطلب تأثير Unruh في الطبيعة نظريًا قدرًا سخيفًا من التسارع ليكون مرئيًاولأنه مرئي فقط من وجهة نظر الجسم المتسارع في الفراغ ، فمن المستحيل رؤيته بشكل أساسي. ولكن بفضل التطورات الحديثة ، قد يكون من الممكن ملاحظة تأثير Unruh في تجربة معملية.

في البحث الجديد ، يصف فريق من العلماء جانبين غير معروفين سابقًا من المجال الكمومي والذي قد يعني أنه يمكن ملاحظة تأثير Unruh بشكل مباشر. الأول هو أنه يمكن تحفيز التأثير ، مما يعني أنه يمكن تشجيع التأثير الضعيف عادة ليصبح أكثر وضوحًا في ظل ظروف معينة. الظاهرة الثانية هي أن الذرة المتسارعة المثارة بدرجة كافية يمكن أن تصبح شفافة. كان بحث الفريق نشرت هذا الربيع في رسائل المراجعة المادية.

تأثير Unruh (أو تأثير Fulling-Davies-Unruh ، الذي سمي على اسم الفيزيائيين الذين اقترحوا وجوده لأول مرة في السبعينيات) هو ظاهرة تنبأت بها نظرية المجال الكمومي ، والتي تنص على أن “ الكيان (سواء كان جسيمًا أو سفينة فضاء) يتسارع في الفراغ سوف يتوهج ، على الرغم من أن هذا الوهج سوف “يمكن رؤيتهالقمح ل أي مراقب خارجي لا يتسارع أيضًا في الفراغ.

قالت عالمة الفيزياء الجامعية باربرا شودا في واترلو والمؤلفة الرئيسية للدراسة ، في مكالمة فيديو: “ما تعنيه الشفافية الناجمة عن التسارع هو أنها تجعل كاشف تأثير Unruh شفافًا للتحولات اليومية ، نظرًا لطبيعة حركته”. مع جزمودو. تمامًا كما ينبعث إشعاع هوكينج من الثقوب السوداء عندما تسحب جاذبيتها الجزيئات معًا ، فإن تأثير Unruh ينبعث من الأجسام أثناء تسارعها عبر الفضاء.

هناك عدة أسباب لعدم ملاحظة تأثير Unruh بشكل مباشر. أولاً ، يتطلب التأثير قدرًا سخيفًا من التسارع الخطي ؛ للوصول إلى درجة حرارة 1 كلفن ، حيث يرى الراصد المتسارع الوهج ، المراقب يجب أن نسرعالى 100 كوينتيليون متر في الثانية المربعة. توهج تأثير Unruh حراري ؛ إذا كان الجسم يتسارع بشكل أسرع ، فإن درجة حرارة الوهج سيكون أكثر دفئا.

الطرق السابقة لمراقبة تأثير Unruh تم اقتراحه. لكن هذا يعتقد الفريق أن لديهم فرصة مقنعة لمراقبة التأثير ، وذلك بفضل النتائج التي توصلوا إليها على خصائص المجال الكمومي.

قال فيفيشيك سودهير ، الفيزيائي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف المشارك للعمل الأخير: “نود بناء تجربة مخصصة يمكنها الكشف بشكل لا لبس فيه عن تأثير Unruh ، ومن ثم توفير منصة لدراسة مختلف الجوانب ذات الصلة”. “لا لبس فيه هو الصفة الرئيسية هنا: في مسرّع الجسيمات ، مجموعات الجسيمات هي التي يتم تسريعها حقًا ، مما يعني أنه يصبح من الصعب جدًا استنتاج تأثير Unruh الدقيق للغاية من التفاعلات المختلفة بين جسيمات المجموعة.

وخلص سودهير إلى أنه “بمعنى ما ، نحتاج إلى إجراء قياس أكثر دقة لخصائص جسيم واحد متسارع محدد جيدًا ، وهو ليس الغرض الذي صنعت من أجله مسرعات الجسيمات.”

يجب أن ينبعث إشعاع هوكينغ من الثقوب السوداء ، مثل هاتين الصورتين من تلسكوب أفق الحدث.

يجب أن ينبعث إشعاع هوكينغ من الثقوب السوداء ، مثل هاتين الصورتين من تلسكوب أفق الحدث.
صورة: تعاون EHT

يتمثل جوهر تجربتهم المقترحة في تحفيز تأثير Unruh في بيئة معملية ، باستخدام ذرة ككاشف لتأثير Unruh. من خلال تفجير ذرة واحدة بالفوتونات ، سيرفع الفريق الجسيم إلى حالة طاقة أعلى ، وشفافيته الناتجة عن التسارع ستقطع الجسيم عن أي ضوضاء يومية من شأنها إخفاء وجود تأثير Unruh.

من خلال دفع الجسيم بالليزر ، “ستزيد من احتمالية رؤية تأثير Unruh ، ويزيد الاحتمال بعدد الفوتونات الموجودة في الحقل” ، كما قال Ooda. “ويمكن أن يكون هذا الرقم ضخمًا ، اعتمادًا على مقدار طاقة الليزر لديك. بعبارة أخرى ، لأن الباحثين يمكن أن يضربوا مع جسيم كوادريليون صhotons ، فإنها تزيد من احتمال حدوث تأثير Unruh بمقدار 15 مرتبة من حيث الحجم.

نظرًا لأن تأثير Unruh مشابه لإشعاع هوكينج من نواحٍ عديدة ، يعتقد الباحثون أن خواص المجال الكمومي التي وصفوها مؤخرًا يمكن استخدامها لتحفيز إشعاع هوكينغ وتدل على وجود شفافية ناتجة عن الجاذبية. نظرًا لعدم ملاحظة إشعاع هوكينج مطلقًا ، فقد يكون تفريغ تأثير Unruh خطوة نحو ذلك فهم أفضل للتوهج النظري حول الثقوب السوداء.

بالطبع ، هذه النتائج لا تعني الكثير إذا كان تأثير Unruh لا يمكن ملاحظته مباشرة في المختبر – الخطوة التالية للباحثين. بالضبط عندما ما هي التجربة التي سيتم إجراؤها ، ومع ذلك ، يبقى أن نرى.

المزيد: يظهر الثقب الأسود للمختبر أن ستيفن هوكينج كان على حق ، من الواضح

#اكتشف #الفيزيائيون #طريقة #لرؤية #تأثير #Unruh #المراوغ #في #المختبر

إقرأ أيضا :  مدرب طيران يختلي بطالبته شديدة الجمال ويعاشرها معاشرة الأزواج في الجو خلال رحلة تدريب.. وما حدث بالنهاية لا يُصدقة عقل !!

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى