octobre 28, 2021

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Le «laser trou noir» pourrait enfin faire la lumière sur le rayonnement insaisissable de Hawking

Les scientifiques sont sur le point de pouvoir détecter Rayonnement Hawking On pense que ce rayonnement thermique insaisissable est causé par l’horizon des événements du trou noir. Il est difficile de comprendre simplement le concept de ce rayonnement, et encore moins de le trouver.

Une nouvelle proposition propose de créer un type spécial de circuit quantique pour agir comme un “laser à trou noir”, imitant essentiellement certaines des propriétés d’un trou noir. comme avec les études precedentesL’idée est que les experts puissent observer et étudier Rayonnement Hawking Sans avoir à regarder quoi que ce soit de réel trous noirs.

Le principe de base est relativement simple. Les trous noirs sont des objets qui déforment tellement l’espace-temps que même une onde de lumière ne peut s’en échapper. Alternez l’espace-temps avec un autre matériau (comme l’eau) et faites-le couler suffisamment vite pour que les vagues qui le traversent soient trop lentes pour s’échapper, et vous obtenez un modèle assez primitif.

De nombreux exemples pourraient également inclure l’équivalent d’un “trou blanc” – un type de trou noir retardé où les ondes ne peuvent que s’échapper, mais pas entrer.

Dans cette dernière tentative pour en concevoir un, les chercheurs ont proposé d’utiliser un matériau avec une structure introuvable dans la nature, conçu pour que les particules à l’intérieur puissent se déplacer plus rapidement que la lumière qui le traverse.

Illustration d’un laser à trou noir dans un cercle. (Katayama, Rapports scientifiques, 2021)

“Le superélément permet au rayonnement de Hawking de faire des allers-retours entre les horizons”, Le physicien Haruna Katayama dit : de l’Université d’Hiroshima au Japon.

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L’objectif est d’amplifier suffisamment le rayonnement de Hawking pour le mesurer, et pour y parvenir, Katayama utilise également le soi-disant Effet Josephson Un phénomène dans lequel un flux continu de courant est créé qui ne nécessite aucun effort.

Avec l’utilisation du métamatériau et l’aide de l’effet Josephson, cette proposition promet d’aller encore plus loin Tentatives précédentes Théoriser à quoi pourrait ressembler un laser à trou noir, même s’il n’a pas encore été assemblé.

Un tel circuit peut produire ce qu’on appelle un soliton, suggère la recherche – une forme d’onde localisée et auto-renforcée capable de maintenir sa vitesse et sa forme jusqu’à ce que le système soit décomposé par des facteurs externes.

“Contrairement au laser à trou noir proposé précédemment, notre version contient une cavité de trou noir/trou blanc formée dans un seul soliton, où le rayonnement de Hawking est émis à l’extérieur du soliton afin que nous puissions l’évaluer”, Katayama dit.

À terme, le système permettra de mesurer mathématiquement la corrélation quantique entre deux particules – l’une à l’intérieur de l’horizon des événements et l’autre à l’extérieur de son horizon des événements – sans avoir à les observer simultanément.

C’est ainsi que l’on pense que le rayonnement de Hawking est produit, sous forme de paires de particules enchevêtrées. Sa découverte nous rapprochera d’une unité circulaire et uniforme théorie de tout, reliant la mécanique quantique et relativité générale.

Il reste encore des défis à relever pour faire de ce laser à trou noir une réalité, mais si les scientifiques sont capables de le configurer correctement, cela pourrait non seulement nous permettre d’observer le rayonnement de Hawking, mais aussi nous donner les outils pour le contrôler, ouvrant ainsi tout un hôte de nouvelles possibilités.

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“À l’avenir, nous aimerions développer ce système de communication quantique entre des espaces-temps distincts en utilisant le rayonnement de Hawking”, Katayama dit.

La recherche a été publiée dans Rapports scientifiques.