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
بینایی انسان (0 پاسخ)
حل المسایل فیزیک نوین (7 پاسخ)
درخواست حل المسایل فیزیک مدرن سلز (0 پاسخ)
نظریه ای جدید در پاسخ به پنج پرسش اساسی در نجوم (13 پاسخ)
نورون های ذهنی (0 پاسخ)
فیزیک محدودیت دارد و جادوگری نیست (17 پاسخ)
سوال جواب بده و بپرس (495 پاسخ)
به سه دلیل ماده تاریک وجود ندارد (0 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (217 پاسخ)
کش آمدن فضا - زمان و انرژی (6 پاسخ)
دانشمندان توضیح می‌دهند: ماده‌ی تاریک چیست؟ (1 پاسخ)
عملکرد ماده تاریک بر چرخش اجرام (30 پاسخ)
ستارگان به سه روش می توانند در مدار کهکشان ها باقی بمانند (0 پاسخ)
تغییر قوانین گرانش برای اجسام در حال حرکت با سرعت زیاد (0 پاسخ)
پتانسیل الکتریکی دو کره نا هم مرکز (0 پاسخ)
مرجع گیری برای نقاط پتانسیل (4 پاسخ)
سایت خرید و فروش پروژه (3 پاسخ)
تبادل گراویتون بین جسم و زمین (2 پاسخ)
ماهیت مغناطیس (15 پاسخ)
تفاوت رشته حالت جامد با ماده چگال (2 پاسخ)
آیا مولتی متر بدون باتری کار می کند؟ (4 پاسخ)
حدود پلانک (2 پاسخ)
بیگ بنگ چند گانه در جاهای مختلف (0 پاسخ)
لکه های خوشیدی چگونه به وجود می آیند؟ (5 پاسخ)
جسم مجازی چیست؟ (13 پاسخ)
کمیت عامل شکل ( عملیات ریاضی) (0 پاسخ)
محاسبه چگالی میدان در فاصله مشخصی از سیم پیچ (1 پاسخ)
چرا خطوط میدان الکتریکی همدیگر را قطع نمی کنند؟ (25 پاسخ)
اثبات قاون پتانسیل کیرشهف با اصل بقای انرژی (1 پاسخ)
اختلال دو قطبی (0 پاسخ)
حل یک معادله دیفرانسیل (1 پاسخ)
موتور مثلث در شش ضلعی در دایره اشکال هندسی مزارع (0 پاسخ)
نسبیت (0 پاسخ)
در زمان نمی توان سفر کرد (30 پاسخ)
نسبیت خاص خوانی(!)،سوالات و مقالات پراکنده پیرامون نسبیت خاص (31 پاسخ)
انتشار کتاب ((نظریه ی غلظت)) در نیویورک-آمریکا (21 پاسخ)
چرا قبل از بارش برف آسمان قرمز میشود؟ (30 پاسخ)
همجوشی هسته ای (4 پاسخ)
اثبآت فرمول تغییر سطح (1 پاسخ)
حمام نمک (0 پاسخ)
گامی پیش‌تر به سوی آشکارساز امواج گرانشیِ مستقر در فضا (0 پاسخ)
انرژی در موج های مکانیکی (7 پاسخ)
خواص ذاتی ذرات؟! (10 پاسخ)
تصاويري از تجهيزات نظامي عجيب و غريب! (113 پاسخ)
تساوی صفر و یک؟؟ (5 پاسخ)
اثبات مساحت دایره (22 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (973 پاسخ)
منظور پروفسور حسابی از بی نهایت بودن ذرات چه بوده؟ (38 پاسخ)
سوال در مورد انقباض طولی (6 پاسخ)
حذف یا تضعیف میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
رنگ اجسام (3 پاسخ)
چرا نبایست با افراطی ها بحث کرد؟ (3 پاسخ)
میدان مغناطیسی اطراف یک ذره باردار به چه شکل است؟ (1 پاسخ)
پيدايش كاينات (0 پاسخ)
معرفی کانال های تلگرام فیزیک (8 پاسخ)
تابش لیزر به سطح کره ماه (5 پاسخ)
راکتور های هسته ای بی خطر (19 پاسخ)
یک پرسش دینامیکی در رابطه با اصطکاک (7 پاسخ)
توان تشعشعي از ذره شتابدار (0 پاسخ)
تصویر های دانشیک (85 پاسخ)
مقالات فیزیک
تاثیررژیم غذایی سالم برشنوایی زنان
آب‌ و هوایی عجیب در سیاره‌ای فراخورشیدی
انقلاب بعدی بلاک‌چین چیست؟
شهر گمشده‌ی باستانی مارداما پیدا شد!
نوشیدن نوشابه تا چه حد برای زنان بادار مضر است؟
آخرین نظریه‌ی استیون هاوکینگ چه بود؟
اکنون هوش‌مصنوعی شعر می‌سراید!
رویداد‌های نجومی خردادماه ۱۳۹۷
آیا میکروب‌های روده‌ای، ذهن ما را کنترل می‌کنند؟
حمام سونا چه فوایدی دارد؟
این تصویر نویدبخش چه چیزی است؟
چه کار کنیم که خواب‌هایمان را فراموش نکنیم؟
ویدئویی از برخورد کهکشان‌های مارپیچی رنگارنگ
ناسا جزئیات عملیات پُل یخی خود را به اشتراک گذاشت.
چربی اشباع‌شده باید چه‌میزان از رژیم غذایی را تشکیل دهد؟
در رسانه‌های اجتماعی، چه تصویری از خود دارید؟
آیا تکنولوژی هولوگرافیک می‌تواند فعالیت مغز را آشکار کند؟
ردپای زحل در نقاط دیگر منظومه‌ی شمسی دیده شد!
ارتباط ویتامین دی و خطر ابتلا به دیابت در چیست؟
چاندرا از بررسی خوشه‌ی ستاره‌ای جوان چه چیزی به‌دست آورده است؟
علت نابینایی در دوران نوزادی چگونه تشخیص داده می‌شود؟
نشانه‌ای از رسانه‌ای ارتباطی در عصر نئاندرتال‌ها!
آزمایشی برای اثبات حساسیت‌زایی بادام‌زمینی
یک نمونه‌ی مهم آزمایشگاهی گم شد!
تکامل تا چه اندازه به ژنتیک وابسته است؟
علم درباره‌ی علت زلزله‌های کوچک چه می‌گوید؟
دانشمند ایرانی ناسا اعلام کرد: نام ماموریت بعدی ناسا مارس‌کوپتر است!
چرا گیرندگان پیوند کبد، کمتر در معرض خطر قرار دارند؟
بازخوانی کتیبه‌های باستانی دریای مرده، پرده از چه رازی برداشت؟
اولین ستارگان عالم چگونه تشکیل شدند؟
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
توانایی عجیب و غریب نوزادان، دانشمندان را شگفت‌زده کرد! (0+)
این مرد قرون وسطایی چه چیزی در دست دارد؟ (0+)
روزهای بازنشستگی کپلر نزدیک است! (0+)
مصائب تلخ این روزهای مارک زاکربرگ (0+)
روش استتار به سبک آفتاب‌پرست‌ها امکان‌پذیر شد! (0+)
معرفی خاص‌ترین سیاره‌ی فراخورشیدی، با ویژگی‌های منحصربه‌فرد (0+)
ساختار و خواص جالب پوست تخم‌مرغ (0+)
دلیلی برای رد وجود حیات فرازمینی! (0+)
از بزرگ‌ترین خطری که اقیانوس‌ها را تهدید می‌کند چه می‌دانیم؟ (0+)
لباس‌های‌تان را برای شست‌وشو به باکتری‌ها بدهید! (0+)
آیا عصر حافظه‌های امروزی کامپیوترها تمام شده است؟ (0+)
دانشمندان مراحل اولیه‌ی شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی را مشاهده کردند! (0+)
دقیق‌ترین واکنش شیمیایی چگونه به‌دست آمد؟ (0+)
پروژه‌ای که میلیاردها ستاره را آشکارسازی می‌کند. (0+)
آیا ضربه به سر می‌تواند عامل زوال عقل شود؟ (0+)
ادامه ...