Дорогие читатели, Нашему шестнадцатилетнему, волонтёрскому и некоммерческому проекту для создания новой, современной версии N-N-N.ru, очень нужно посоветоваться касательно платформы нашего сайта – SYMFONY & DRUPAL 8. Платформа не простая, но обещаем – мы не займём много времени, просто нужна консультационная поддержка квалифицированного разраба. Если вы можете помочь, то связаться с нами можно на страницах Facebook.com здесь и здесь.

В лабораторных условиях создано "излучение черных дыр"

Излучение чёрных дыр, порождаемое квантовыми эффектами, удалось воспроизвести в лабораторном опыте итальянскому учёному Франко Бельджорно (Franco Belgiorno) из Миланского университета (Università degli Studi di Milano) и его коллегам.

Механизм излучения черными дырами (эффект Хокинга) — процесс испускания разнообразных элементарных частиц, преимущественно фотонов, чёрной дырой. В силу закона сохранения энергии, этот процесс должен сопровождаться уменьшением массы чёрной дыры, то есть её «испарением». Предсказан теоретически Стивеном Хокингом в 1974 году. Работе Хокинга предшествовал его визит в Москву в 1973 году, где он встречался с советскими учеными Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским. Они продемонстрировали Хокингу, что в соответствии с принципом неопределенности квантовой механики вращающиеся чёрные дыры должны порождать и излучать частицы.

Испарение чёрной дыры — чисто квантовый процесс. Дело в том, что понятие о чёрной дыре как объекте, который ничего не излучает, а может лишь поглощать материю, справедливо до тех пор, пока не учитываются квантовые эффекты. В квантовой же механике, благодаря туннелированию, появляется возможность преодолевать потенциальные барьеры, непреодолимые для неквантовой системы.

В случае чёрной дыры ситуация выглядит следующим образом. В квантовой теории поля физический вакуум наполнен постоянно рождающимися и исчезающими флуктуациями различных полей (можно сказать и «виртуальными частицами»). В поле внешних сил динамика этих флуктуаций меняется, и если силы достаточно велики, прямо из вакуума могут рождаться пары частица-античастица. Такие процессы происходят и вблизи (но всё же снаружи) горизонта событий чёрной дыры. При этом возможен случай, когда полная энергия античастицы оказывается отрицательной, а полная энергия частицы — положительной. Падая в чёрную дыру, античастица уменьшает её полную энергию покоя, а значит и массу, в то время как частица оказывается способной улететь в бесконечность. Для удалённого наблюдателя это выглядит как излучение чёрной дыры.

Для астрофизиков важно, что это излучение имеет тепловой спектр и может быть поймано. Но пока этого не произошло.

Подход, противоположный наблюдению за космическими объектами, — эксперименты на Земле. Эффект Хокинга физики давно пытаются обнаружить по результатам экспериментов на ускорителях. И, конечно, учёные создавали некие аналоги горизонта событий, например в бассейне с движущейся водой. А теперь исследователи буквально воспроизвели эффект уже на основе электромагнитных явлений.

В роли горизонта событий выступало движущееся в прозрачной диэлектрической среде (плавленое кварцевое стекло) возмущение показателя преломления (refractive index perturbation — RIP). Оно индуцировалось при попадании в образец мощного сверхкороткого лазерного импульса. Путём подбора его частоты и скорости RIP удалось завести световые волны в тупик в системе отсчёта, связанной с RIP. Правда, это был горизонт событий белой дыры, уточняет Technology Review, для цели наблюдения квантовых флуктуаций вакуума — разницы нет.

Выяснилось, что такой горизонт событий излучает фотоны (свет выходил под углом 90 градусов к первоначальному лучу) и излучение это обладает всеми расчётными характеристиками излучения, предсказанного эффектом Хокинга. Если заявка итальянцев подтвердится, это будет первым случаем фактического наблюдения эффекта Хокинга.

13305.jpeg Рис. 1. Схема опыта. Охлаждаемая цифровая камера, совмещённая со спектрометром, ловит излучение Хокинга. Учёные уделили особое внимание выделению этих фотонов из потока, порождаемого дисперсией входного луча в толще рабочего материала. Длина исходной волны – 1055 нанометров, а фиксируемого приборами «бокового» потока – около 850 нм (иллюстрация F. Belgiorno et al.).

Важно отметить, что авторы опыта устроили его так, чтобы подавить любой другой вид излучений (черенковское, рэлеевское рассеивание, флуоресценцию и так далее), способных повлиять на результат. Детали можно узнать из статьи, принятой к публикации в Physical Review Letters.

По материалам:

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (4 votes)
Источник(и):

1. Physorg

2. Wikipedia

3. membrana.ru