Los físicos han ideado una forma de ver el elusivo ‘efecto anormal’ en el laboratorio

Un equipo de físicos dice que lo hicieron Descubrieron dos propiedades de la materia acelerada que creen que podrían hacer visible un tipo de radiación sin precedentes. recién descrito Las propiedades significan que el monitoreo de la radiación, llamado efecto Unruh, puede ocurrir en un experimento de laboratorio de mesa.

El efecto Unruh en la naturaleza teóricamente requiere una cantidad absurda de aceleración para ser visibley debido a que solo es visible desde la perspectiva de un objeto que acelera en el vacío, es esencialmente imposible de ver. Pero gracias a los avances recientes, es posible observar el efecto Unruh en un experimento de laboratorio.

En la nueva investigación, un equipo de científicos describe dos aspectos previamente desconocidos del campo cuántico que pueden significar que el efecto Unruh se puede observar directamente. La primera es que el efecto puede potenciarse, lo que significa que un efecto típicamente débil puede verse tentado a volverse más pronunciado bajo ciertas condiciones. El segundo fenómeno es que un átomo suficientemente acelerado puede volverse transparente. La investigación del equipo fue publicado Esta primavera en cartas de revisión física.

El efecto Unruh (o efecto Fulling-Davies-Unruh, llamado así por los físicos que propusieron por primera vez su existencia en la década de 1970) es un fenómeno predicho por la teoría cuántica de campos, que establece que una entidad (ya sea una partícula o una nave espacial) que acelera en un vacío brillará, aunque ese brillo no lo haráse visiblesí Cualquier observador externo tampoco está acelerando en el vacío.

«Lo que significa la transparencia inducida por la aceleración es que hace que el detector del efecto Unruh sea transparente a los cambios diarios, debido a la naturaleza de su movimiento», dijo Barbara Chuda, física de la Universidad de Waterloo y autora principal del estudio, en un comunicado. videollamada. con Gizmodo. Así como la radiación de Hawking es emitida por los agujeros negros mientras su gravedad atrae partículas, el efecto Unro es emitido por los objetos a medida que aceleran a través del espacio.

Hay varias razones por las que el efecto Unruh no se ha observado directamente. Primero, el efecto requiere una cantidad ridícula de aceleración lineal; Para alcanzar una temperatura de 1 K, a la cual el observador que acelera ve el brillo, el observador debe ser aceleradoVG 100 quintillones de metros por segundo cuadrado. Resplandor de efecto térmico Unruh; Si el objeto está acelerando más rápido, la temperatura de brillo Será más cálido.

Métodos previos de observación del efecto de Unruh sugirió. pero esto El equipo cree que tiene una oportunidad convincente de observar el efecto, gracias a sus hallazgos. Sobre las propiedades del campo cuántico.

“Queremos construir un experimento personalizado que pueda revelar sin ambigüedades el efecto Unruh y luego proporcionar una plataforma para estudiar varios aspectos relevantes”, dijo Viveshek Sudhir, físico del MIT y coautor del último trabajo. «La característica clave aquí es sin ambigüedades: en un acelerador de partículas, en realidad son grupos de partículas las que se aceleran, lo que significa que inferir el efecto Unruh muy preciso a partir del medio de las diversas interacciones entre partículas en un grupo se vuelve muy difícil».

Sudhir concluyó: «En cierto sentido, necesitamos hacer una medición más precisa de las propiedades de una única partícula aceleradora bien definida, que no es el propósito para el que se fabricaron los aceleradores de partículas».

El núcleo de su experimento propuesto es inducir el efecto Unruh en un entorno de laboratorio, utilizando un átomo como detector del efecto Unruh. Al disparar un solo átomo con fotones, el equipo elevaría la partícula a un estado de mayor energía, y su transparencia causada por la aceleración amortiguaría la partícula ante cualquier ruido cotidiano que pudiera confundir la presencia del efecto Unruh.

Al inducir la partícula con un láser, «aumentará la probabilidad de ver el efecto Unruh, y la probabilidad aumentará según la cantidad de fotones en el campo», dijo Oda. «Y ese número puede ser enorme, dependiendo de qué tan poderoso sea su láser». En otras palabras, porque los investigadores podrían golpear con partícula cuatrillón shotones, aumentan la probabilidad de un efecto Unruh en 15 órdenes de magnitud.

Dado que el efecto Unruh es similar a la radiación de Hawking en muchos aspectos, los investigadores creen que las dos propiedades del campo cuántico que describieron recientemente pueden usarse para excitar la radiación de Hawking e implicar una transparencia gravitatoria. Dado que nunca se ha observado la radiación de Hawking, la desgasificación del efecto Unruh puede ser un paso hacia eso. Una mejor comprensión del brillo teórico alrededor de los agujeros negros.

Por supuesto, estos resultados no significan mucho si el efecto Unruh no es directamente observable en un entorno de laboratorio: el próximo paso de los investigadores. Exactamente cuando Este experimento se llevará a cabo, sin embargo, queda por verse.

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