Физики нашли способ вызвать странное свечение варп-ускорения

Каждый раз, когда вы делаете шаг, само пространство светится мягким теплым светом.

Называется эффектом Фуллинга–Дэвиса–Унру (или иногда просто эффектом Унру, если вам не хватает времени). свечение излучения, выходящего из вакуума, сродни таинственному излучению Хокинга, которое, как считается, окружает черные дыры.

Только в этом случае оно является продуктом ускорения, а не гравитации.

Может не чувствую? На то есть веская причина. Вам нужно двигаться с невероятной скоростью, чтобы ощутить даже самый слабый из лучей Унру.

Пока этот эффект остается чисто теоретическим явлением, которое мы не в состоянии измерить. Но это может вскоре измениться после открытия, сделанного исследователями из Университета Ватерлоо в Канаде и Массачусетского технологического института (MIT).

Вернувшись к основам, они продемонстрировали, что может существовать способ чтобы стимулировать эффект Унру, чтобы его можно было изучать напрямую в менее экстремальных условиях.

Неожиданным поворотом они могли бы также раскрыть секрет превращения материи в невидимую.

Настоящий приз , однако, открыл бы новые горизонты в экспериментах, цель которых — объединить две мощные, но несовместимые теории в физике: одна описывает поведение частиц, а другая охватывает искривление пространства и времени.

«Теория общая теория относительности и теория квантовой механики в настоящее время все еще несколько расходятся, но должна существовать объединяющая теория, описывающая, как все работает во Вселенной», — говорит математик Ахим Кемпф из Университета Ватерлоо.

«Мы искали способ объединить эти две большие теории, и эта работа помогает сблизить нас, открывая возможности для проверки новых теорий на основе экспериментов».

Эффект Унру находится прямо на границе квантовых законов и общей теории относительности.

Согласно квантовой физике, атом, находящийся в полном одиночестве в вакууме, должен был бы ждать, пока входящий фотон пройдет через электромагнитное поле и заставит его электроны покачиваться, прежде чем он сможет считать себя освещенным.

Если мы рассмотрим относительность, есть способ обмануть. Просто ускоряясь, атом может испытать наименьшее колебание в окружающем электромагнитном поле в виде низкоэнергетических фотонов, преобразованных своего рода эффектом Доплера.

Это взаимодействие между относительным опытом волн в квантовом поле и колебание электронов атома зависит от общего времени их частот. Любые квантовые эффекты, которые не зависят от времени, обычно игнорируются, поскольку на бумаге они, как правило, уравновешиваются в долгосрочной перспективе.

Вместе с коллегами Вивишеком Судхиром и Барбарой Сода Кемпф показал, что, когда атом с ускорением эти обычно незначительные условия становятся гораздо более важными и могут стать доминирующими эффектами.

Правильное щекотание атома, например, с помощью мощного лазера, показало, что можно использовать эти альтернативные взаимодействия, чтобы заставить движущиеся атомы испытать эффект Унру без необходимости больших ускорений.

В качестве бонуса команда также обнаружила, что при правильной траектории ускоряющийся атом может стать прозрачным для входящего света, эффективно подавляя его способность поглощать или излучать определенные фотоны.

Помимо научно-фантастических приложений, определяя способы влияния на способность ускоряющегося атома взаимодействовать с рябью в вакууме, возможно, мы сможем придумать новые способы найти wh прежде чем квантовая физика и общая теория относительности уступят место новой теоретической основе.

«Более 40 лет экспериментам мешала невозможность исследовать взаимодействие квантовой механики и гравитации, — говорит физик Судхир. из Массачусетского технологического института.

«У нас есть жизнеспособная возможность изучить этот интерфейс в лабораторных условиях. Если мы сможем выяснить некоторые из этих важных вопросов, все может измениться».

Это исследование было опубликовано в Physical Review Letters.