• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
6 июля, 14:07
Evgenia Vavilova
1,6 тыс

Забытый гамильтониан оказался ключом к излучению Хокинга

❋ 4.1

Сферического коня в вакууме у физиков может и не быть, но аналоги черных дыр в разных приближениях расставлены по лабораториям и позволяют проводить эксперименты. Пока технологий человечества недостаточно, чтобы найти излучение черных дыр, но прямо на Земле ученые узнают о нем все больше.

Концептуальная иллюстрация сверхмассивной черной дыры / © NASA/JPL-Caltech
Концептуальная иллюстрация сверхмассивной черной дыры / © NASA / JPL-Caltech

Ученые предполагают, что черные дыры все-таки выпускают что-то из сферы своего влияния. Эта гипотеза основана на том, что квантовые эффекты должны действовать и на черные дыры, а значит, возможно туннелирование частиц через потенциальный барьер. Вследствие туннелирования частиц черные дыры могут медленно испаряться.

Сбегающие от черной дыры частицы назвали излучением Хокинга в честь разработавшего модель этого процесса Стивена Хокинга (Stephen Hawking). Такую радиацию пока не наблюдали в космосе, потому что она должна быть очень слабой. Исследователи используют лабораторные модели, имитирующие поведение черных дыр, чтобы приблизиться к пониманию излучения Хокинга.

Механизм возникновения излучения Хокинга в гравитационном контексте до конца не выяснен. Международная группа ученых смоделировала возникновение излучения в нелинейной оптической среде и описала неожиданно простой механизм, по которому это происходит. Их работа опубликована в журнале Nature.

Традиционные модели описания излучения Хокинга используют каскадный механизм, в котором взаимодействуют различные квантово-механические процессы, порождая излучение. Исследовательская группа использовала для своих экспериментов основанный на оптоволоконной оптике аналог горизонта событий и строгое теоретическое моделирование. Вместо сложного многоступенчатого процесса они нашли свидетельства простого прямого механизма генерации излучения и изучили его влияние на всю систему. Оказалось, что в уравнении, описывающем взаимодействие лазера со средой, есть элемент, который обычно отбрасывли из-за незначительности эффекта. Он отвечает за образование пар частица-античастица, что и нужно для излучения Хокинга. С его помощью оказалсь возможным описать возникновение излучения за один шаг.

«Это упрощает теоретическое понимание и открывает новые способы расчета эффектов в таких системах. Возможно, это даже прольет свет на то, как возникает излучение Хокинга в контексте гравитации», — объясняет первый автор статьи, доктор Лоренцо М. Прокопио (Lorenzo M. Procopio). 

Исследователи выявили, что излучение Хокинга влияет на всю систему, активно взаимодействует с ней. Это взаимодействие необходимо для понимания того, сохраняют ли черные дыры равновесие и как они теряют свою массу. Наблюдение обратной связи в контролируемых лабораторных условиях дает ученым уникальную возможность изучать эффекты, которые были бы практически недоступны в реальной Вселенной из-за масштабов изучаемых объектов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Evgenia Vavilova
Пишет в основном о физике и химии, любит нанотехнологии, шестиугольники и утконосов.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

19 августа, 12:49
Мария Азарова

Воспоминания не исчезают бесследно: иногда пережитый опыт перестает влиять на поведение, хотя его след продолжает сохраняться в мозге. Ученые решили проверить, можно ли вернуть такую «забытую» память и что произойдет, если напомнить о произошедшем не совсем точно.

18 августа, 16:39
Evgenia Vavilova

С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.

16 августа, 11:45
Татьяна Зайцева

В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.

17 августа, 12:59
Марк Чернов

Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

4 августа, 12:03
Александр Березин

Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий