Olay ufukları, kuantum dolaşıklığı için ayarlanabilir fabrikalardır

Louisiana Eyalet Üniversitesi fizikçileri, Hawking etkisindeki dolaşıklık üretimini kontrollü bir şekilde yükseltmek veya “uyarmak” için bir mekanizma ortaya çıkarmak için kuantum bilgi teorisi tekniklerinden yararlandılar. Ayrıca, bu bilim adamları, sentetik olarak üretilmiş olay ufuklarını kullanarak bu fikri laboratuvarda test etmek için bir protokol önermektedir. Bu sonuçlar yakın zamanda yayınlandı Fiziksel İnceleme MektuplarıIvan Agullo, Anthony J. Brady ve Demetrius Kranas, “Bir Çift Analogize Edilmiş Beyaz Kara Delikte Uyarılmış Hawking Radyasyonunun Kuantum Yönleri” bu fikirleri sunar ve bir beyaz kara deliğin bir analogunu içeren optik sistemlere uygular.

Kara delikler, büyük ölçüde iç işleyişinin tamamen gizemli bir perdenin – bir kara deliğin olay ufkunun – arkasına gizlenmiş olması gerçeğinden dolayı, evrenimizdeki en şaşırtıcı şeyler arasındadır.

1974’te Stephen Hawking, bir kez göstererek kara deliklerin karakterine daha fazla gizem kattı. nicel etkiler Bir kara delik aslında hiç de kara değildir, bunun yerine sıcak bir nesneymiş gibi radyasyon yayar ve “Hawking buharlaşma süreci” olarak adlandırılan şeyde yavaş yavaş kütlesini kaybeder. Dahası, Hawking’in hesaplamaları, yayılan radyasyonun mekanik olarak kara deliğin bağırsaklarıyla karıştığını gösterdi. Bu dolaşıklık, Hawking etkisinin kuantum imzasıdır. Bu şaşırtıcı sonucu astrofiziksel kara delikler üzerinde test etmek imkansız değilse de zordur, çünkü zayıf Hawking radyasyonu evrendeki diğer radyasyon kaynakları tarafından gölgelenmiştir.

Öte yandan, seksenlerde bir William Unrue tarafından Ana makale Etkili bir olay ufkunu destekleyebilen herhangi bir sistemde dolaşmış Hawking parçacıklarının kendiliğinden üretiminin gerçekleştiğini gösterdi. Bu tür sistemler genellikle “analog yerçekimi sistemleri” çatısı altına girer ve Hawking’in fikirlerini laboratuvarda test etmek için bir pencere açmıştır.

Bose-Einstein kapasitörlerinden, doğrusal olmayan optik fiberlerden ve hatta akan sudan yapılmış analog yerçekimi sistemlerine yönelik ciddi deneysel araştırmalar, on yıldan fazla bir süredir devam etmektedir. Uyarılmış ve kendiliğinden oluşturulmuş Hawking radyasyonu son zamanlarda birkaç platformda gözlemlendi, ancak dolaşma ölçümünün zayıf ve kırılgan karakteri nedeniyle anlaşılması zor.

Doç. Dr. Ivan Agulu, “Ufuk veya ufukları uygun şekilde seçilmiş kuantum durumları ile aydınlatarak, Hawking sürecindeki karışıklık üretimini ayarlanabilir bir şekilde artırabileceğimizi gösteriyoruz” dedi. “Örnek olarak, bu fikirleri, bir iç mekanı paylaşan ve doğrusal olmayan bir optik malzeme içinde üretilen bir çift analog beyaz kara deliğin dokunsal durumuna uyguluyoruz.”

Doktora 2021, “Bu araştırmada kullanılan kuantum bilgi araçlarının çoğu, Profesör Jonathan B Dowling ile yaptığım lisansüstü araştırmamdandı” dedi. Alumnus Anthony Brady, Arizona Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı. “John karizmatikti ve öğütlerinin yanı sıra karizmasını ve karizmasını bilimine de kattı. Beni analog kara delikler gibi tuhaf fikirler üzerinde çalışmaya ve fiziğin farklı alanlarından teknikleri birleştirip birleştiremeyeceğimi görmeye teşvik etti. örneğin kuantum bilgisi ve analog yerçekimi gibi – yeni bir şey üretmek için ya da söylemeyi sevdiği gibi “güzel”.

LSU’da yüksek lisans öğrencisi olan Demetrius Kranas, “Hawking süreci, görünüşte ilgisiz fizik alanlarını kuantum teorisinden termodinamik ve göreliliğe bağlayan en zengin fiziksel fenomenlerden biridir” dedi. “Analog kara delikler, etkiye ekstra bir tat katmak için geldi ve aynı zamanda bize onu laboratuvarda test etmek için heyecan verici bir olanak sağladı. Ayrıntılı sayısal analizimiz, Hawking sürecinin yeni özelliklerini keşfetmemize yardımcı oluyor. astrofizik ve analog arasındaki benzerlikleri ve farklılıkları daha iyi anlıyoruz. Kara delikler. ”