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



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
پارسی را پاس بداریم (969 پاسخ)
نتایج شگفت‌انگیز یک آزمایش برای درمان هموفیلی (0 پاسخ)
تصویر های دانشیک (81 پاسخ)
ميدان تاخيري (24 پاسخ)
واپاشی هسته ایی (0 پاسخ)
تصاویر نجومی (1947 پاسخ)
دروس آنلاین و رایگان در دانشگاه‌های برتر دنیا (2 پاسخ)
زمین تخت گرایان (92 پاسخ)
[پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت (13 پاسخ)
تعریف آماری فشار (0 پاسخ)
مفهوم تکانه (2 پاسخ)
ظرفیت خازن (3 پاسخ)
سوال مربوط به اثبات فرمول های انرژی نسبیتی (3 پاسخ)
محاسبه سرعت چرخش در حرکت دورانی یکنواخت (1 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (14 پاسخ)
مدل تکتایی برای کوارک ها به چه معناست؟ (0 پاسخ)
بررسی ناوردایی توان در نسبیت خاص (2 پاسخ)
بررسی پایستگی تکانه و انرژی (1 پاسخ)
عملگرها و اپراتورها در ریاضیات و فیزیک (67 پاسخ)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (239 پاسخ)
سوال در مورد انقباض طولی (3 پاسخ)
شوخي و فكاهي در رياضيات و فيزيك (514 پاسخ)
بازبهنجارش (14 پاسخ)
کشف یک واقعیت خفه کننده! (3 پاسخ)
ایجاد دافعه در آهنربا (1 پاسخ)
معرفی چند سایت فیزیک (12 پاسخ)
سوال ترکیبی پرتابه و انرژی (1 پاسخ)
چگونه باید ضخامت حباب را اندازه گرفت؟ (3 پاسخ)
شتاب تبدیلات لورنتس (5 پاسخ)
ریاضیات کوانتومی (4 پاسخ)
قرص دیجیتالی که ورود خود را به معده اطلاع می‌دهد (0 پاسخ)
باکتری‌های روده تاثیر درمان سرطان را "بیشتر" می‌کند (0 پاسخ)
انرژی از هیچ، با انرژی پتانسیل گرانشی (34 پاسخ)
هوش مصنوعی که سیستم‌های امنیتی را دور می‌زند (0 پاسخ)
اتساع طول (2 پاسخ)
برنامه محاسباتی عدد پی (8 پاسخ)
راه و روش ترجمه کتاب های فیزیک (3 پاسخ)
آیا جنس مواد نسبیست؟ (5 پاسخ)
انرژی چگونه به جرم تبدیل میشود؟ (15 پاسخ)
ردیابی امواج گرانشی در برخورد دو ستاره نوترونی (0 پاسخ)
کتابهای مناسب برای یادگیری فیزیک (3 پاسخ)
معرفي وبلاگ هاي فيزيكي هر كس وبلاگي داره معرفي كنه (141 پاسخ)
تبدیل کانونیک برای معادله هامیلتونی کوب نشده (1 پاسخ)
علت چرخش الکترون چیست؟ (12 پاسخ)
چگونه از آلوده بودن فایل‌ها پیش از دانلود مطلع شویم؟ (0 پاسخ)
محاسبه فشار آب (1 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (94 پاسخ)
ضد جاذبه (3 پاسخ)
سوالی در مورد چگونگی محو نور فوکوس شده خورشید توسط عدسی ها (15 پاسخ)
اکسل برای مدیران، مهندسان، حسابداران و تولید ایده های نو (4 پاسخ)
مشتق تابع (3 پاسخ)
فرمول جاذبه نیوتون (1 پاسخ)
سرعت نور (101 پاسخ)
دانلود رایگان کتاب گرانش کوانتومی فارسی (4 پاسخ)
جهان چند بعد دارد؟ (41 پاسخ)
جایزه نوبل (13 پاسخ)
اسم این دستگاه چیه ؟ (3 پاسخ)
سفرهای طولانی در کره زمین با سفینه انجام خواهند شد (0 پاسخ)
موارد آموزنده در نسبیت (2 پاسخ)
چرا ریاضیات می‌خوانیم؟ (12 پاسخ)
مقالات فیزیک
به این دلیل است که نباید خمیر خام بخورید.
شناخت کوچک‌ترین ضبط دنیا
زنان ماقبل تاریخ، قوی‌تر از زنان ورزشکار امروزی بودند.
احتمال انتقال حیات، از سیاره‌ای به سیاره‌ی دیگر
هنگام خرید لپ‌تاپ به چه نکاتی باید توجه کرد؟
شناسایی جرمی بسیار جالب توسط کاوشگر چینی
عامل حساسیت نهان به گوشت قرمز در انسان‌ها
آیا نخستین اشکال حیات روی زمین، خیلی زود شکل گرفتند؟
دانشمندان گل رز الکترونیکی با قابلیت ذخیره‌ی انرژی ساختند.
ادعای ارائه‌ی نظریه‌ی کوانتوم در دهه‌ی ۱۹۳۰ میلادی
چرا ابرها معلق می‌مانند؟
اسپیس‌ایکس دو شهروند را به مدار ماه می‌فرستد.
بالاخره نشانه‌هایی از ماده‌ی تاریک دیده شد!
کاهش ذخیره‌ی تخمدان در زنان شهری
نظریه‌ی ریسمان چیست و چرا بشر واقعاً به آن نیاز دارد؟
بی‌زاری از مَلَچ مُلوچ اطرافیان؛ میسوفونیا
خطر مصرف نوشیدنی‌های شِکری
پهپادها همچنان هوشمندتر می‌شوند!
روند ذوب شدن برف‌ها در آب‌وهوای گرم‌تر
ترسیم شجره‌نامه‌ی ستارگان
حفاری سنگر عصر سلیمان نبی، در دره‌ی تیمنای
خطر اسیدی شدن اقیانوس‌ها برای صدف‌ها
چرا پیوند سر انسان، هرگز ممکن نخواهد بود؟
کاوشگر کنجکاوی، نوعی سنگ معدنی به‌نام «هماتیت» در مریخ یافت.
ثبت ضربان حیات زمین در تایم‌لپس ناسا
قلب این دختر در خارج از سینه‌اش می‌تپد!
ارتش آمریکا در صدد تبدیل گیاهان به شبکه‌ای از جاسوسان محیطی است.
کشف سحابی غول‌پیکری در اطراف کوازاری دوردست
داروی دیابت می‌تواند از پس‌زنی عضو پیوندی جلوگیری کند.
سگ‌ها چهره‌ی شاد انسان‌ها را بیشتر دوست دارند!
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
چرا جهان ما سه‌بُعدی است؟! (0+)
نقشه‌برداری اندام‌های مصنوعی پیشرفته در مغز (0+)
مدل‌سازی شکل باستانی زمین، با هدف مطالعه‌ی سیارات‌ فراخورشیدی (0+)
آثار نساجی در قبری باستانی یافت شد. (0+)
تعیین تاریخ عصر فرعون‌ها با کمک کسوف حلقه‌ای (0+)
ساختارهای برای پیش‌گیری از بیماری آلزایمر (0+)
هوای گرم باعث کوچک شدن سوراخ اوزون شده است. (0+)
ابزاری برای مطالعه‌ی آب‌فشان‌های انسلادوس (0+)
رصد خوشه‌ی عظیم کهکشانی Abel1300 (0+)
نکات ضروری در پیشگیری از سرطان روده‌ی بزرگ (0+)
زمان آغاز تغییرات عظیم انسانی بر روی زمین (0+)
ماموت‌های پشمالوی مذکر بیشتر در دام‌های طبیعی گیر افتاده‌اند! (0+)
یازده چیزی که از نظر مردم برای سلامتی خیلی مضر هستند. (0+)
نگاه رصدخانه‌‌ی هرشل به منطقه‌‌ی بی‌‌نظم ستاره‌زایی‌‌ (0+)
رابطه‌ی سفید شدن موی سر آقایان با انسداد رگ‌ها (0+)
ادامه ...