تابش هاوکینگ به‌طور شبیه‌سازی شده در آزمایشگاه آشکار شد

دانشمندان توانستند تابش هاوکینگ را به‌طور آزمایشگاهی آشکار کنند. "جف اشتاین‌هاور،Jeff Steinhauer" مدیر این پروژه می‌گوید:"اگر چه ما این تابش شبیه‌سازی شده را در آزمایشگاه دیده‌ایم اما هنوز این مشاهده اثباتی قطعی برای وجود تابش هاوکینگ نیست و هنوز به آزمایش‌های بیشتر و دقیق‌تری نیاز است". تابش هاوکینگ از ذراتی ناشی می‌شود که طبق پیش‌بینی مکانیک کوانتوم می‌توانند از سیاه‌چاله‌ فرار کنند. دانشمندان با به دام انداختن امواج صوتی با استفاده از سیالات بسیار سرد شبه سیاه‌چاله‌ای در آزمایشگاه ساخته‌اند و با ادامه‌ی آزمایش‌ها بالاخره خواهند توانست به این پرسش پاسخ دهند که آیا اطلاعاتی که درون سیاه‌چاله فرو می‌رود برای همیشه نابود می‌شود یا خیر؟

استیون هاوکینگ ۴۰ سال پیش اعلام کرد که سیاه‌چاله‌ها آن‌قدرها هم تیره و تاریک نیستند. خلاء آن‌قدر که پیش از این تصور می‌شد خالی نیست و پر از ذره و پادذره است. این جفت در کنار هم باعث نابودی یکدیگر می‌شوند اما در کنار افق رویداد سیاه‌چاله رفتاری جالب در پیش می‌گیرند: هرکدام که به افق رویداد نزدیک‌تر باشند به درون سیاه‌چاله فرو می‌رود و دیگری فرار می‌کند. این فرار همان چیزی است که امروز آن را با نام تابش هاوکینگ می‌شناسیم، تابشی که حاصل ترکیب کوانتوم با نسبیت عام است. هنوز دانشمندان نتوانسته‌اند این تابش را در عالم آشکار کنند. اما راه دیگری وجود دارد که می‌توانیم با آن تابش هاوکینگ را آشکار کنیم: شبیه‌سازی افق رویداد در آزمایشگاه.

در آزمایشگاه دانشمندان اتم‌های روبیدیم را تا کم‌تر از یک میلیاردم درجه زیر صفر سرد می‌کنند در این دما، اتم‌ها به شدت در کنار هم فشرده می‌شوند و مانند تک اتم رفتار می‌کنند که به آن سیال کوانتومی می‌گویند. دمای سرد باعث می‌شود که سیال (آن را با نام چگالش بوز-اینشتین هم می‌شناسیم) مسیری برای عبور امواج صوتی‌ای ایجاد کند.

با یک لیزر بخشی از این سیال در لوله‌ای باریک حرکت داده می‌شود و با لیزر دوم، بخش دیگر با سرعتی بیشتر از سرعت صوت حرکت خواهد کرد و امواج صوتی که در جهتی متضاد با سیال در حرکتند به‌نوعی در این مسیر به دام می‌افتند. این‌جا است که دو بخش سیال جانشین دو افق رویداد بیرونی و درونی می‌شوند و یک جفت امواج صوتی در خلاء آزمایشگاهی نقش جفت ذره-پادذره را بازی می‌کند؛ موجی که از این افق رویداد فرار می‌کند معادل تابش هاوکینگ است. دو افق رویداد برای تقویت امواج صوتی لازمند تا امواج صوتی نتوانند از افق رویداد دوم فرار کنند و مجبور به بازگشت و حرکت به سوی افق رویداد نخست ‌شوند. هرچه این امواج بیشتر به افق رویداد نخست برخورد کنند، شدت تابش هاوکینگ بیشتر و بیشتر می‌شود تا جایی که بتوان آن را آشکار کرد.   

ساختن این مدل تا امروز ۵ سال طول کشیده است اما فقط امکان آشکارسازی یک فرکانس از تابش را داده است و نمی‌توان مطمئن بود که این تابش شبیه‌سازی شده فرکانس‌های دیگر را هم دربر می‌گیرد یا خیر. به همین علت دانشمندان در حال جست‌وجوی روش‌های دیگری هستند که این مشکل را برطرف کنند. 

نویسنده:سارینا قاسمی

نقل از کانوت

عطف به عتف - نگاهی به پژوهش و ISI در ایران

امید عمومی - نامه به ریاست جمهوری

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

آخرین مقالات