I fisici hanno escogitato un modo per vedere l’elusivo “effetto anomalo” in laboratorio

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Una precisazione: Carlo Gustavo

Un team di fisici dice di sì Hanno scoperto due proprietà dell’accelerazione della materia che secondo loro potrebbero rendere visibile un tipo di radiazione senza precedenti. appena descritto Le proprietà significano che il monitoraggio della radiazione – chiamato effetto Unruh – può avvenire in un esperimento di laboratorio da tavolo.

L’effetto Unruh in natura richiede teoricamente una quantità assurda di accelerazione per essere visibilee poiché è visibile solo dalla prospettiva di un oggetto che accelera nel vuoto, è essenzialmente impossibile da vedere. Ma grazie ai recenti progressi, potrebbe essere possibile osservare l’effetto Unruh in un esperimento di laboratorio.

Nella nuova ricerca, un team di scienziati descrive due aspetti precedentemente sconosciuti del campo quantistico che potrebbero significare che l’effetto Unruh può essere osservato direttamente. Il primo è che l’effetto può essere potenziato, il che significa che un effetto tipicamente debole può essere tentato di diventare più pronunciato in determinate condizioni. Il secondo fenomeno è che un atomo sufficientemente accelerato può diventare trasparente. La ricerca del team era pubblicato Questa primavera in lettere di revisione fisiche.

L’effetto Unruh (o effetto Fulling-Davies-Unruh, così chiamato per i fisici che ne proposero per primi l’esistenza negli anni ’70) è un fenomeno previsto dalla teoria quantistica dei campi, che afferma che un’entità (che sia una particella o un veicolo spaziale) che accelera in un vuoto si illuminerà, anche se quel bagliore non lo faràessere visibileAnche qualsiasi osservatore esterno non sta accelerando nel vuoto.

“Ciò che significa la trasparenza indotta dall’accelerazione è che rende il rivelatore Unruh Effect trasparente ai cambiamenti quotidiani, a causa della natura del suo movimento”, ha detto Barbara Chuda, fisica dell’Università di Waterloo e autrice principale dello studio, in un video chiamata. con Gizmodo. Proprio come la radiazione di Hawking viene emessa dai buchi neri mentre la loro gravità attira le particelle, così l’effetto Unro viene emesso dagli oggetti mentre accelerano nello spazio.

Ci sono diversi motivi per cui l’effetto Unruh non è stato osservato direttamente. In primo luogo, l’effetto richiede una quantità ridicola di accelerazione lineare; Per raggiungere una temperatura di 1 K, alla quale l’osservatore in accelerazione vede il bagliore, l’osservatore Deve essere acceleratoGV 100 quintilioni di metri al secondo quadrato. Glow Thermal Unruh Effetto; Se l’oggetto sta accelerando più velocemente, la temperatura del bagliore Sarà più caldo.

Metodi precedenti per osservare l’effetto di Unruh suggerito. ma questo Il team ritiene di avere un’interessante possibilità di osservare l’effetto, grazie alle loro scoperte Sulle proprietà del campo quantistico.

“Vogliamo costruire un esperimento personalizzato che possa rivelare inequivocabilmente l’effetto Unruh e quindi fornire una piattaforma per lo studio di vari aspetti rilevanti”, ha affermato Viveshek Sudhir, fisico del MIT e coautore dell’ultimo lavoro. “Qui è inequivocabilmente la caratteristica chiave: in un acceleratore di particelle, sono davvero i gruppi di particelle che vengono accelerati, il che significa che dedurre l’effetto Unruh molto preciso dal mezzo delle varie interazioni tra le particelle in un gruppo diventa molto difficile”.

Sudhir ha concluso: “In un certo senso, dobbiamo effettuare una misurazione più accurata delle proprietà di una singola particella accelerante ben definita, che non è ciò per cui sono fatti gli acceleratori di particelle”.

La radiazione di Hawking dovrebbe essere emessa da buchi neri, come questi due ripresi dall'Event Horizon Telescope.

La radiazione di Hawking dovrebbe essere emessa da buchi neri, come questi due ripresi dall’Event Horizon Telescope.
immagine: EHT Collaborazione

Il nucleo del loro esperimento proposto è di indurre l’effetto Unruh in un ambiente di laboratorio, usando un atomo come rivelatore per l’effetto Unruh. Facendo esplodere un singolo atomo con i fotoni, il team aumenterebbe la particella a uno stato energetico più elevato e la sua trasparenza causata dall’accelerazione attutirebbe la particella a qualsiasi rumore quotidiano che confonderebbe la presenza dell’effetto Unruh.

Inducendo la particella con un laser, Oda disse: “Aumenterai la probabilità di vedere l’effetto Unruh e la probabilità aumenterà del numero di fotoni nel campo”. “E quel numero può essere enorme, a seconda della potenza del tuo laser”. In altre parole, perché i ricercatori potrebbero colpire con particella quadrilione Shotons, aumentano la probabilità di un effetto Unruh di 15 ordini di grandezza.

Poiché l’effetto Unruh è per molti versi simile alla radiazione di Hawking, i ricercatori ritengono che le due proprietà del campo quantistico recentemente descritte possano essere utilizzate per eccitare la radiazione di Hawking e implicare una trasparenza gravitazionale. Dal momento che la radiazione di Hawking non è mai stata osservata, il degasaggio dell’effetto Unruh potrebbe essere un passo verso questo Una migliore comprensione del bagliore teorico attorno ai buchi neri.

Naturalmente, questi risultati non significano molto se l’effetto Unruh non può essere osservato direttamente in un ambiente di laboratorio: il prossimo passo dei ricercatori. esattamente quando Questo esperimento sarà condotto, tuttavia, resta da vedere.

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