مشاوره رایگان تحصیلی
منو

شبیه سازی “تابش هاوکینگ” در آزمایشگاه!

+ 12
رأی شما
- 3

با استفاده از چگالش بوز-اینشتینِ (BEC) اتم‌های فوق سرد،‌ ‌مشابه آزمایشگاهیِ تابش لیزر از یک سیاهچاله تولید شده است. این کار توسط جف اشتاین‌هاور (Jeff Steinhauer) انجام شده و می‌تواند مدرک محکمی بر وجود «تابش هاوکینگ» باشد.

به گزارش انجمن فیزیک ایران، هنگامی که سیاهچاله‌های نجومی برای نخستین بار پیشنهاد شدند،‌ فکر می‌شد که آن‌ها کاملا سیاه و بدون مشخصه هستند. اما در سال ۱۹۷۴،‌استیون هاوکینگ نشان داد که نظریه‌ی میدان کوانتومی پیش‌بینی می‌کند که در اطراف افق رویداد سیاهچاله- نقطه‌ای که حتی نور هم نمی‌تواند از کشش گرانشی سیاهچاله فرار کند- جفت فوتون‌های به وجود می‌آیند. فوتونِ داخلِ افق «انرژی منفی» دارد و به درون می‌افتد. فوتونِ دیگر،‌ که انرژی مثبت دارد، فرار می‌کند. به این ترتیب،‌سیاهچاله باید تابش داشته باشد.

جیمز انگلین (James Anglin) از دانشگاه کایزرس لاترن در آلمان توضیح می‌دهد که چنین ایده‌ای شگفت انگیز است زیرا پیشنهاد می‌دهد که سیاهچاله‌ها مانند جسم سیاه با دمای معین رفتار می‌کنند. هاوکینگ همچنین نشان داد که،‌ در هندسه‌ی فضا-زمان،‌ سیاهچاله‌ها را می توان با سه مشخصه کاملاً تعریف کرد. به نظر می‌رسید این دو نتیجه حاکی از آن است که اصول بنیادی ترمودینامیک، که در آن دما به صورت میانگین انرژی در تعداد زیادی درجه‌ی آزادی تعریف می شود، نیاز به بازبینی دارند. انگلین می گوید، «تصور اینکه چطور چیزی که فقط سه عدد را به همراه اسمش دارد می تواند احتمالاً دما داشته باشد بسیار سخت بود. موضوع بالقوه به بازتعریف ترمودینامیک از طریق همراه کردنش با نسبیت عام و مکانیک کوانتومی مربوط می‌شد و همه را به هیجان آورد!». اما مسئله اینجاست که «دمای» همه‌ی سیاهچاله‌های شناخته شده کمتر از دمای تابش زمینه‌ی کیهانی خواهد بود که آشکار‌سازی چنین تابشی را در عمل ناممکن می‌کند.

سیال‌های در حال شارش

در سال ۱۹۸۱،‌ ویلیام آنروه (William Unruh) از دانشگاه بریتیش کلمبیا نشان داد که معادلاتی که تابش هاوکینگ را پیش‌بینی می‌کنند باید در مورد امواج صوتی در شارش سیالات هم صادق باشند. اکنون، جف اشتاین‌هاور از چگالش بوز-اینشتینِ استفاده کرده است تا سیاهچاله‌ای را با دو افق شبیه‌سازی کند- یکی افق رویدادِ‌ اصلی و دیگری «افق داخلی». در کیهان‌شناسی،‌ این حالت وقتی می‌تواند رخ دهد که سیاهچاله در حال چرخش بوده یا بار داشته باشد. فوتون‌هایی که به درون سیاهچاله می افتند نمی توانند از افق داخلی عبور کنند،‌ پس بازتاب شده و به سمت افق رویداد اصلی بر‌می‌گردند- گرچه این پیشنهاد جای بحث دارد زیرا برای وقوع چنین اتفاقی فوتون‌ها باید با سرعتی بیشتر از سرعت نور حرکت کنند.

چون فوتون‌ها قادر نیستند از افق رویداد بگریزند،‌ بین دو افق رفت و برگشت کرده و یک موج ایستا را شکل خواهند داد. و در همین حال که به جلو و عقب می جهند،‌ انرژیشان نیز به طور افزاینده‌ای منفی می‌شود. به جهت بقای انرژی در مقدار صفر، ‌انرژی مثبت به شکل نوری تک بسامد با شدتی که تا ابد افزایش می‌یابد به خارج از افق رویداد ساطع شده و یک «لیزر سیاهچاله‌ای» می سازد.

سناریوی شبیه‌سازی اشتاین‌هاور بر این اصل تکیه دارد که برای امواج با طول موج نسبتاً‌ بلند، سرعت صوت در  چگالش بوز-اینشتینِ کمتر از mms-1 1 است. اما صوت با طول موج‌های کوتاه می‌تواند سریع‌تر از این مقدار حرکت کند. او چگالش بوز-اینشتینِ را- اتم‌های روبیدیوم که تا خیلی پایین‌‌تر‌‌ از دمای ۱ کلوین سرد شده و همه در یک حالت کوانتومی قرار دارند- با استفاده از یک پرتوی متمرکز شده‌ی لیزر، درون لوله‌ی بلندی قرار داد. آنگاه اجازه داد که این  چگالش بوز-اینشتینِ در یک جهت شارش پیدا کند و آهنگ شارش را طوری کنترل کرد که در ناحیه‌ی بخصوصی از لوله چگالیده‌ سریع تر از سرعت موضعی صوت حرکت کند، در حالی که در اطراف این ناحیه آهنگ شارش در حد فروصوت باشد.

ناحیه‌ی فراصوت

در ناحیه‌ی فراصوت، فقط امواج صوتی با طول موج‌ خیلی کوتاه می‌توانند خلافِ جهتِ شارش منتشر شوند. به این ترتیب،‌ مدهایی با انرژی منفی تولید می‌شوند که نمی‌توانند از ناحیه‌ی فراصوت خارج شوند. چنین مدهایی به جلو و عقب می‌جهند و طرح موج ایستا را در چگالش بوز-اینشتینِ شکل می‌دهند که دامنه‌اش به مرور افزایش می‌یابد. در یک طرف ناحیه‌ی فراصوت، امواج صوتی کم فرکانس منتشر شده و دامنه‌ی آن‌ها تدریجاً زیاد می‌شود. طبق نظر اشتاین‌هاور، این امواج مشابه با تابشی هستند که در خارج از افقِ رویدادِ سیاهچاله تولید می‌شوند. گرچه این سیستم یک سیاهچاله‌ی واقعی نیست اما اشتاین‌هاور می گوید آزمایش «نشان می‌دهد که مکانیسم هاوکینگ کار می کند. اگر همین مکانیسم در یک سیستم کار کند، پس احتمالاً باید در سیستم دیگر هم جواب بدهد».

ریناد پارنتانی (Renaud Parentani) متخصص سیستم‌های شبیه به سیاهچاله در دانشگاهِ de Paris-Sud هم تحت تاثیر قرار گرفته است. او می گوید،‌«دیدن اثر لیز،‌در واقع مشاهده‌ای غیر مستقیم- اما تقریباً سرراست- از اثر هاوکینگ است. زیرا لازم است اثر هاوکینگ وجود داشته باشد تا عمل لیز اتفاق بیفتد». اگرچه،‌ مدل اشتاین‌هاور به جای جسم سیاه پایدار و تابش کننده‌ای که هاوکینگ پیش‌بینی کرده بود، به سیاهچاله‌ای ناپایدار و منفجر شونده منجر می شود. انگلین امیدوار است که آزمایش‌های بعدی یا تابش جسم سیاه هاوکینگ را بازسازی کنند یا دیدگاه‌هایی کلیدی در مورد اینکه چرا نمی‌توان آن را شبیه سازی کرد به دست بدهند. به گفته‌ی انگلین،‌ «در این راستا، تحقیق حاضر یکی از بزرگترین پیشرفت‌ها در مطالعات مربوط به تابش هاوکینگ است که از آغاز تاکنون انجام شده است». این پژوهش در Nature Physics به چاپ رسیده است.

ترجمه: مریم ذوقی

bigbangpage.com

+ 12
رأی شما
- 3
نظر شما :
● فارسی نویس
نام کاربری :

کلمه عبور :


 تذکر :   تنها اعضای سایت مجاز به ارسال نظر می باشند. جهت عضویت در سایت   اينجـــا   کلیک کنید.




www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● ادامه تحصیل در مالزی
● دانشگاه های مالزی
● سعيد سيوف جهرمي
● هر آنچه می خواهید
● مجله پزشکی
● توصیه های پزشکی
● پس از باران
● انجمن علمی فیزیک پیام نور
● دانلود کامل
● سایت گردشگری آنوبانی نی
● جاویدان
● سنگ شکن
● آگهی رایگان
● ایتکا
● پزشکی
● مجله علمی
● پی سی گیمرز
● موسسه پروفسور حسابی
● میهن کمپ
● پی سی وبلاگ
● کتاب هفته
● دهکده فضایی
● ایران حافظ
● Airgo Design
● دکتر علی افضل صمدی
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
آیا با افزایش سرعت جرم هم افزایش پیدا میکنه؟ (12 پاسخ)
پاسخ تشریحی کنکور ارشد (0 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (971 پاسخ)
مرد دونده و چاه با اقتباس از ریندلر (2 پاسخ)
پارادوکس فارادی (5 پاسخ)
داعشی ها vs آلبرت اینشتین (2 پاسخ)
نظریه جدید تعریف بعد زمان (4 پاسخ)
انرژی از هیچ، با انرژی پتانسیل گرانشی (33 پاسخ)
محاسبه زمان بالا رفتن دمای یخ (1 پاسخ)
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ (9 پاسخ)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (163 پاسخ)
دایره های اسرار آمیز در صحرای کالاهاری (3 پاسخ)
orbital speed و orbital velocity را باید یکسان دانست؟ (2 پاسخ)
پارادوکس جدید ریاضی-ریگی در کفش احتمالات و آمار (20 پاسخ)
نکاتی که باید درباره HIV بدانید (0 پاسخ)
كمك براي محاسبه فشار در يك مخزن آب (20 پاسخ)
گاز های بی اثر (2 پاسخ)
حل مسائل فیزیک هسته ای کنت کرین (20 پاسخ)
جسم دوار (24 پاسخ)
آیا جنس مواد نسبیست؟ (4 پاسخ)
پایستگی تکانه زاویه ای در سیستم آونگ (4 پاسخ)
رابطه ی فیزیک جدید و فلسفه (26 پاسخ)
پرسشی درباره همه ریاضیات لازم برای مطالعه فیزیک (3 پاسخ)
انهدام نسبیت خاص و عام آلبرت اینشتین (به همراه مقالات) (359 پاسخ)
انرژی نور به کجا رفته است؟ (14 پاسخ)
آونگ فوکو (1 پاسخ)
جهان گودل (27 پاسخ)
دوربین دو چشمی بخرم یا تلسکوپ ؟ (8 پاسخ)
علاقه به فیزیک و شناخت فیزیک (9 پاسخ)
حل المسایل مکانیک آماری رایف (1 پاسخ)
چرا آهنربا چوب رو جذب نمیکنه ولی آهن رو جذب میکنه؟ (3 پاسخ)
کاربست پدیده EVP، نظرتان چیست؟ (10 پاسخ)
عکس های فوق العاده جونو از مشتری سوالات زیادی پدید آورده (0 پاسخ)
برنامه نویسی فرترن (6 پاسخ)
آزمایش میلیکان (1 پاسخ)
مسائل تئوری دینام فارادی (0 پاسخ)
توزیع الکترون در اتم های آزاد (0 پاسخ)
راههای دفع مسیرامواج (2 پاسخ)
انهدام نظریه غلظت و حل شبه پارادوکس های نسبیت (46 پاسخ)
علیت و کوانتوم (3 پاسخ)
نظریه هاوکینگ و قانون بقای جرم (0 پاسخ)
زمین تخت گرایان (33 پاسخ)
پاسخ به سوال برنامه نویسی (فرترن) (13 پاسخ)
بهترین کتاب نجومی که تابه حال خوانده اید (30 پاسخ)
تفاوت سفید و نقره ای (4 پاسخ)
فیزیک مطلق (16 پاسخ)
فیزیک مطلق و اثبات کاملا دقیق اشتباه بودن فرمول معروف انرژی (66 پاسخ)
اثبات فرمول ها در علم فیزیک (9 پاسخ)
کتاب فیزیک نوین دکتر فرمان (0 پاسخ)
تفتاوت های فیزیک کلاسیک با فیزیک کوانتومی (4 پاسخ)
تمر ینهای ابررسانایی سری (0 پاسخ)
بردار پراکندگی (0 پاسخ)
معادله موج (2 پاسخ)
پیشنهاد خرید کتاب از نمایشگاه کتاب سال 96 (7 پاسخ)
تاثیر امواج الکترومغناطیسی بر انسان؛ گزارشی از IEEE (1 پاسخ)
پیش نیاز mcnp و مونت کارلو (2 پاسخ)
جهان و امنیت سایبری در سال 2025 از نگاه مایکروسافت (0 پاسخ)
نظریه هاوکینگ، بازگشت به گذشته (0 پاسخ)
نظريه‌ي ميدان‌هاي كوانتومي Quantum Field Theory را بياموزيم (90 پاسخ)
فیزیک مطلق تحلیلگر نظریات مختلف جهانی (34 پاسخ)
مقالات فیزیک
مکانیسم کنترل رشد استخوان‌ها
خاکسترهای باستانی
کشف رابطه‌ای میان مصرف قند و برخی بیماری‌های سرطانی
ممکن است شما کاشف سیاره‌ی نهم باشی!
تحقق ایده‌ی ترمیناتور ۲ در زندگی ما
سفر به سرزمین ۱۰ میلیارد میلیارد دلاری
بزهایی که درخت می‌کارند
تصاویر فضایی از رانشی بزرگ
گرفتگی عروق پا را با سبزیجات باز کنید
رصد کهکشانی از پشت یک ستاره
کشف گونه‌ی جدیدی از قورباغه‌ی شیشه‌ای
آغازگر حیات چه بود؟
داروی سرطان؛ موثر در درمان آسم
ساخت سد نامرئی در اطراف زمین
جلبک‌ها بر علیه مورچه‌ها
ایجاد ابر ساختار آبی در اطراف DNA
کم‌خوابی مغزتان را می‌خورد
سفر به خارج از منظومه شمسی با موتور پلاسمایی
لاکپشت‌های مین‌یاب
جابه‌جا کردن اجسام با استفاده از فیزیک کوانتوم
ریشه‌یابی ترس در زندگی
حباب‌بازی تلسکوپ فضایی هابل
سانتاریو سانتاریو
شبیه‌سازی پرواز با طوطی‌های کوچک
آلودگی هوا و آسیب به DNA
درمان دائم‌الخمری با دست‌کاری مغز
ساخت قوی‌ترین اسید آلی
کهکشان‌هایی از جهان اولیه با رشدی سریع
هماهنگ‌سازی مارها برای شکار
کشف ژن عامل باهوشی
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
پیش‌بینی رشد تومور با کمک تکنولوژی (0+)
آتشفشان‌های شگفت‌انگیز هاوایی (0+)
اَبَر سیاهچاله‌های پُرجرم و شکل گیری جهان (0+)
با سوسک هرکول آشنا شوید (0+)
دیدگاهی جدید در مورد اپیدمی طوفان آسمی (0+)
دلیل وجود ترول‌ها در اینترنت (0+)
تپش قلب‌گونه‌ی اَبَرسیاه‌چاله‌ها (0+)
تاثیر دوچرخه‌سواری بر سلامتی (0+)
سندروم خستگی مزمن دارید؟ (0+)
گرما، اقیانوس‌ها را سمی‌ می‌کند (0+)
احتمال حل راز شعله‌های خورشیدی (0+)
دستکاری نوری ژن‌ها (0+)
شواهدی از قدیمی‌ترین فسیل ارکیده در سنگ کهربا (0+)
مراقبت از کودکان در برابر استفاده از موبایل و تبلت (0+)
گونه‌ی جدیدی از دایناسورهای گردن‌دراز (0+)
ادامه ...