Các nhà nghiên cứu tại Đại học St. Andrew, Scotland, tuyên bố đã tìm ra cách mô phỏng chân trời sự kiện của lỗ đen - không phải thông qua một kỹ thuật quan sát vũ trụ mới, và không phải bằng siêu máy tính siêu mạnh mà trong phòng thí nghiệm. Sử dụng tia laser, chiều dài của sợi quang và tùy thuộc vào một số cơ học lượng tử kỳ quái, có thể tạo ra một điểm đơn lẻ để thay đổi bước sóng Laser Laser, tổng hợp các hiệu ứng của chân trời sự kiện. Nếu thí nghiệm này có thể tạo ra một chân trời sự kiện, hiện tượng lý thuyết của Bức xạ Hawking có thể được thử nghiệm, có lẽ mang lại cho Stephen Hawking cơ hội tốt nhất để giành giải thưởng Nobel.
Vậy làm thế nào để bạn tạo ra một lỗ đen? Trong vũ trụ, các lỗ đen được tạo ra bởi sự sụp đổ của các ngôi sao lớn. Khối lượng của ngôi sao sụp xuống một điểm (sau khi hết nhiên liệu và trải qua siêu tân tinh) do lực hấp dẫn khổng lồ tác động lên cơ thể. Nếu ngôi sao vượt quá giới hạn khối lượng nhất định, giới hạn (nghĩa là Giới hạn Chandrasekhar - một mức tối đa mà khối lượng của một ngôi sao không thể hỗ trợ cấu trúc của nó chống lại trọng lực), nó sẽ sụp đổ thành một điểm riêng biệt (một điểm kỳ dị). Không-thời gian sẽ bị biến dạng đến mức tất cả năng lượng địa phương (vật chất và bức xạ) sẽ rơi vào điểm kỳ dị. Khoảng cách từ điểm kỳ dị mà ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát khỏi lực hấp dẫn được gọi là chân trời sự kiện. Va chạm hạt năng lượng cao bởi các tia vũ trụ tác động lên bầu khí quyển phía trên có thể tạo ra các lỗ đen siêu nhỏ (MBH). Máy va chạm Hadron lớn (tại CERN, gần Geneva, Thụy Sĩ) cũng có thể tạo ra va chạm đủ năng lượng để tạo ra MBH. Thật thú vị, nếu LHC có thể tạo ra MBH, thì lý thuyết Stephen Hawking của Stephen Hawking Radiation có thể được chứng minh nếu MBH được tạo ra bốc hơi gần như ngay lập tức.
Hawking dự đoán rằng các lỗ đen phát ra bức xạ. Giả thuyết này là nghịch lý, vì không có bức xạ nào có thể thoát khỏi chân trời sự kiện của một lỗ đen. Tuy nhiên, Hawking đưa ra giả thuyết rằng do một sự châm biếm trong động lực lượng tử, các lỗ đen có thể sản xuất bức xạ.
Nói một cách đơn giản, Vũ trụ cho phép các hạt được tạo ra trong chân không, vay mượn năng lượng của Google từ môi trường xung quanh. Để bảo tồn sự cân bằng năng lượng, hạt và chất chống hạt của nó chỉ có thể sống trong một thời gian ngắn, trả lại năng lượng đã vay rất nhanh bằng cách tiêu diệt lẫn nhau. Chừng nào chúng còn tồn tại và tồn tại trong một giới hạn thời gian lượng tử, chúng được coi là các hạt ảo ảo. Sáng tạo để hủy diệt có năng lượng bằng không.
Tuy nhiên, tình huống thay đổi nếu cặp hạt này được tạo ra tại hoặc gần một chân trời sự kiện của lỗ đen. Nếu một trong các cặp ảo rơi vào lỗ đen và đối tác của nó bị đẩy ra khỏi chân trời sự kiện, họ không thể hủy diệt. Cả hai hạt ảo sẽ trở thành thực tế, cho phép hạt thoát ra mang năng lượng và khối lượng ra khỏi lỗ đen (hạt bị mắc kẹt có thể được coi là có khối lượng âm, do đó làm giảm khối lượng của lỗ đen). Đây là cách bức xạ Hawking dự đoán các hố đen của bốc hơi của Haiti, vì khối lượng bị mất đối với sự giải quyết lượng tử này ở chân trời sự kiện. Hawking dự đoán rằng các lỗ đen sẽ dần bay hơi và biến mất, cộng với hiệu ứng này sẽ nổi bật nhất đối với các lỗ đen nhỏ và MBH.
Vì vậy, trở lại phòng thí nghiệm St.
Giáo sư Ulf Leonhardt đang hy vọng tạo ra các điều kiện của một chân trời sự kiện lỗ đen bằng cách sử dụng các xung laser, có thể tạo ra thí nghiệm trực tiếp đầu tiên để kiểm tra bức xạ Hawking. Leonhardt là một chuyên gia về thảm họa lượng tử của Hồi, điểm mà tại đó vật lý sóng bị phá vỡ, tạo ra một điểm kỳ dị. Trong cuộc họp gần đây của Cosmology gặp gỡ vấn đề ngưng tụ ở London, nhóm Leonhardt đã công bố phương pháp của họ để mô phỏng một trong những thành phần chính của môi trường chân trời sự kiện.
Ánh sáng truyền qua các vật liệu ở các vận tốc khác nhau, tùy thuộc vào tính chất sóng của chúng. Nhóm St. Andrew sử dụng hai chùm tia laser, một chậm, một nhanh. Đầu tiên, một xung lan truyền chậm được bắn xuống sợi quang, sau đó là xung nhanh hơn. Xung nhanh hơn nên bắt kịp với các xung chậm hơn. Tuy nhiên, khi xung chậm đi qua môi trường, nó làm thay đổi tính chất quang của sợi, khiến xung nhanh bị chậm khi thức. Đây là những gì xảy ra với ánh sáng khi nó cố gắng trốn thoát khỏi chân trời sự kiện - nó bị chậm lại rất nhiều đến nỗi nó trở thành bẫy bị bẫy.
“Chúng tôi cho thấy bằng các tính toán lý thuyết rằng một hệ thống như vậy có khả năng thăm dò các hiệu ứng lượng tử của các chân trời, đặc biệt là bức xạ Hawking. - Từ một bài báo sắp tới của nhóm St.
Hiệu ứng mà hai xung laser gây ra đối với nhau để mô phỏng vật lý trong một chân trời sự kiện nghe có vẻ lạ, nhưng nghiên cứu mới này có thể giúp chúng ta hiểu nếu MBH được tạo ra trong LHC và có thể đẩy Stephen Hawking tiến gần hơn một chút đến giải thưởng Nobel xứng đáng.
Nguồn: Telegraph.co.uk
