Физики нашли способ вызвать странное свечение варп-ускорения

Названное эффектом Фуллинга-Дэвиса-Унру (или иногда просто эффектом Унру), это жуткое свечение излучения, выходящего из вакуума, сродни таинственному излучению Хокинга, которое, как считается, окружает черные дыры.

Только в этом случае это произведение ускорения, а не силы тяжести.

На данный момент эффект остается чисто теоретическим явлением, которое мы не в состоянии измерить. Но это может вскоре измениться после открытия исследователей из Университета Ватерлоо в Канаде и Массачусетского технологического института (MIT).

Вернувшись к основам, они продемонстрировали, что можно вызвать эффект Унру, чтобы его можно было изучать непосредственно в менее экстремальных условиях.

Однако настоящим призом было бы открытие новых горизонтов в экспериментах, направленных на объединение двух мощных, но несовместимых физических теорий — одной, описывающей поведение частиц, и другой, касающейся искривления пространства и времени.

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 мельчайшие колебания в окружающем электромагнитном поле в виде низкоэнергетических фотонов, преобразованных своего рода эффектом Доплера.

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

При ускорении атома эти обычно незначительные условия становятся гораздо более значительными и могут фактически стать доминирующими эффектами.

Двигая атом правильным образом, например, с помощью мощного лазера, ученые показали, 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 падающего 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, где квантовая физика и общая теория относительности уступают место новой теоретической основе.

Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.