El ‘láser de agujero negro’ finalmente podría arrojar luz sobre la esquiva radiación de Hawking

Los científicos se están acercando a poder detectar Radiación de Hawking Se cree que esta elusiva radiación térmica es causada por el horizonte de sucesos del agujero negro. Entender simplemente el concepto de esta radiación es difícil, y mucho menos encontrarlo.

Una nueva propuesta propone la creación de un tipo especial de circuito cuántico para actuar como un “láser de agujero negro”, esencialmente imitando algunas de las propiedades de un agujero negro. Al igual que con Estudios previosLa idea es que los expertos puedan observar y estudiar Radiación de Hawking Sin tener que mirar nada real agujeros negros.

El principio básico es relativamente simple. Los agujeros negros son objetos que distorsionan tanto el espacio-tiempo que ni siquiera una onda de luz puede escapar. Alterna el espacio-tiempo con algún otro material (como el agua) y haz que fluya lo suficientemente rápido como para que las ondas que lo atraviesan sean demasiado lentas para escapar, y obtienes un modelo bastante primitivo.

Muchos ejemplos también podrían incluir el equivalente de un “agujero blanco”, un tipo de agujero negro hacia atrás donde las ondas solo pueden escapar, pero no pueden entrar.

En este último intento de diseñar uno, los investigadores propusieron utilizar un material con una estructura que no se encuentra en la naturaleza, uno diseñado para que las partículas en su interior puedan moverse más rápido que la luz que lo atraviesa.

Ilustración de un láser de agujero negro en un círculo. (Katayama, Informes científicos, 2021)

“El superelemento hace posible que la radiación de Hawking viaje de un lado a otro entre horizontes”. El físico Haruna Katayama dice: de la Universidad de Hiroshima en Japón.

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El objetivo es amplificar la radiación de Hawking lo suficiente como para medirla, y para lograrlo Katayama también utiliza el llamado Efecto Josephson Un fenómeno en el que se crea un flujo continuo de corriente que no requiere esfuerzo.

Con el uso de metamaterial y la ayuda del efecto Josephson, esta propuesta promete ir aún más lejos Intentos anteriores Teorizar cómo se vería un láser de agujero negro, incluso si aún no se ha ensamblado uno.

Tal circuito puede producir lo que se conoce como un solitón, sugiere la investigación: una forma de onda localizada y autorreforzada capaz de mantener su velocidad y forma hasta que el sistema se descompone por factores externos.

“En contraste con el láser de agujero negro propuesto anteriormente, nuestra versión contiene una cavidad de agujero negro / agujero blanco formada dentro de un solo solitón, desde el cual se emite radiación de Hawking fuera del solitón para que podamos evaluarlo”. Katayama dice.

En última instancia, el sistema permitirá que la correlación cuántica entre dos partículas, una dentro del horizonte de eventos y otra fuera de su horizonte de eventos, se mida matemáticamente, sin tener que observarlas simultáneamente.

Así es como se cree que se produce la radiación de Hawking, como pares de partículas entrelazadas. Su descubrimiento nos acercará a una unidad circular y uniforme teoría de todo, vinculando la mecánica cuántica y relatividad general.

Todavía existen desafíos para hacer realidad este láser de agujero negro, pero si los científicos pueden configurarlo correctamente, no solo podría permitirnos observar la radiación de Hawking, sino que también podría brindarnos las herramientas para controlarlo, abriendo todo un host. de nuevas posibilidades.

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“En el futuro, nos gustaría desarrollar este sistema para la comunicación cuántica entre distintos espaciotiempos utilizando la radiación de Hawking”. Katayama dice.

La búsqueda fue publicada en Informes científicos.

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