agosto 18, 2022

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Físicos criaram uma maneira de ver o ‘efeito anormal’ indescritível no laboratório

Físicos criaram uma maneira de ver o 'efeito anormal' indescritível no laboratório

Imagem do artigo intitulado Físicos criaram uma maneira de ver

Esclarecimento: Carlos Gustavo

Uma equipe de físicos diz que sim Eles descobriram duas propriedades da matéria acelerada que eles acreditam que poderiam tornar visível um tipo sem precedentes de radiação. recém-descrito As propriedades significam que o monitoramento da radiação – chamado de efeito Unruh – pode acontecer em um experimento de laboratório de mesa.

O efeito Unruh na natureza teoricamente requer uma quantidade absurda de aceleração para ser visívele porque só é visível da perspectiva de um objeto acelerando no vácuo, é essencialmente impossível de ver. Mas graças aos avanços recentes, pode ser possível observar o efeito Unruh em um experimento de laboratório.

Na nova pesquisa, uma equipe de cientistas descreve dois aspectos anteriormente desconhecidos do campo quântico que podem significar que o efeito Unruh pode ser observado diretamente. A primeira é que o efeito pode ser potencializado, o que significa que um efeito tipicamente fraco pode ser tentado a se tornar mais pronunciado sob certas condições. O segundo fenômeno é que um átomo suficientemente acelerado pode se tornar transparente. A pesquisa da equipe foi Publicados Esta primavera em cartas de revisão física.

O efeito Unruh (ou o efeito Fulling-Davies-Unruh, assim chamado pelos físicos que propuseram sua existência na década de 1970) é um fenômeno previsto pela teoria quântica de campos, que afirma que uma entidade (seja uma partícula ou espaçonave) acelerando em um vácuo brilhará – embora esse brilho nãoSeja visívelsim Qualquer observador externo também não está acelerando no vácuo.

“O que a transparência induzida pela aceleração significa é que torna o detector do Efeito Unruh transparente para os turnos diários, devido à natureza de seu movimento”, disse Barbara Chuda, física da Universidade de Waterloo e principal autora do estudo. Video chamada. com o Gizmodo. Assim como a radiação Hawking é emitida por buracos negros enquanto sua gravidade puxa partículas, o efeito Unro é emitido por objetos à medida que aceleram pelo espaço.

Existem várias razões pelas quais o efeito Unruh não foi observado diretamente. Primeiro, o efeito requer uma quantidade absurda de aceleração linear; Para atingir uma temperatura de 1 K, na qual o observador em aceleração vê o brilho, o observador Deve ser aceleradoGV 100 quintilhões de metros por segundo quadrado. Efeito de brilho térmico; Se o objeto está acelerando mais rápido, a temperatura de brilho Estará mais quente.

Métodos anteriores para observar o efeito de Unruh sugerido. mas isso A equipe acredita que eles têm uma chance convincente de observar o efeito, graças às suas descobertas Sobre as propriedades do campo quântico.

“Queremos construir um experimento personalizado que possa revelar inequivocamente o efeito Unruh e, em seguida, fornecer uma plataforma para estudar vários aspectos relevantes”, disse Viveshek Sudhir, físico do MIT e coautor do trabalho mais recente. “Inequivocamente é a característica chave aqui: em um acelerador de partículas, são realmente grupos de partículas que estão sendo acelerados, o que significa que inferir o efeito Unruh muito preciso do meio das várias interações entre partículas em um grupo se torna muito difícil.”

Sudhir concluiu: “De certa forma, precisamos fazer uma medição mais precisa das propriedades de uma única partícula aceleradora bem definida, que não é para o que os aceleradores de partículas são feitos”.

Espera-se que a radiação Hawking seja emitida por buracos negros, como esses dois fotografados pelo Event Horizon Telescope.

Espera-se que a radiação Hawking seja emitida por buracos negros, como esses dois fotografados pelo Event Horizon Telescope.
foto: Colaboração EHT

O núcleo do experimento proposto é induzir o efeito Unruh em um ambiente de laboratório, usando um átomo como detector do efeito Unruh. Ao explodir um único átomo com fótons, a equipe elevaria a partícula a um estado de energia mais alto, e sua transparência causada pela aceleração abafaria a partícula a qualquer ruído cotidiano que atrapalhasse a presença do efeito Unruh.

Ao induzir a partícula com um laser, Oda disse: “Você aumentará a probabilidade de ver o efeito Unruh, e a probabilidade aumentará pelo número de fótons no campo”. “E esse número pode ser enorme, dependendo da potência do seu laser.” Em outras palavras, porque os pesquisadores poderiam atacar com partícula quatrilhão shotons, eles aumentam a probabilidade de um efeito Unruh em 15 ordens de magnitude.

Como o efeito Unruh é semelhante à radiação Hawking de várias maneiras, os pesquisadores acreditam que as duas propriedades do campo quântico que descreveram recentemente podem ser usadas para excitar a radiação Hawking e implicar uma transparência gravitacional. Como a radiação Hawking nunca foi observada, a desgaseificação do efeito Unruh pode ser um passo para isso Uma melhor compreensão do brilho teórico em torno dos buracos negros.

Obviamente, esses resultados não significam muito se o efeito Unruh não puder ser observado diretamente em um ambiente de laboratório – o próximo passo dos pesquisadores. exatamente quando Este experimento será realizado, no entanto, continua a ser visto.

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