211service.com
Akustyczna czarna dziura utworzona w kondensacie Bosego-Einsteina
Jedną z wielu ciekawych właściwości kondensatów Bosego-Einsteina (BEC) jest to, że przepływ dźwięku przez nie jest regulowany przez te same równania, które opisują, jak światło jest zakrzywiane przez pole grawitacyjne. Daje to możliwość wszelkiego rodzaju zabaw i gier: teoretycznie fizycy mogą odtwarzać za pomocą dźwięku i BEC każdy nikczemny sposób grawitacji ze światłem.
Dziś Oren Lahav i jego koledzy z Israel Institute of Technology w Hajfie mówią, że stworzyli dźwiękowy odpowiednik czarnej dziury w BEC. To pewne osiągnięcie, biorąc pod uwagę, że fizycy zastanawiali się nad tą możliwością od około 30 lat, a różne grupy zdolne do tworzenia BEC ścigały się, aby stworzyć akustyczne czarne dziury.
Ogólną ideą jest stworzenie naddźwiękowego przepływu atomów w BEC. Fale dźwiękowe poruszające się pod prąd nigdy nie mogą stworzyć gruntu. Zatem obszar, w którym przepływ zmienia się z poddźwiękowego na naddźwiękowy, jest horyzontem zdarzeń. Wszelkie fale dźwiękowe (lub fonony) utworzone wewnątrz horyzontu zdarzeń nigdy nie mogą uciec, ponieważ przepływ jest tam naddźwiękowy. To jest czarna dziura.
Lahav i spółka stworzyli przepływ naddźwiękowy, tworząc głęboką studnię potencjału w środku BEC, która przyciąga atomy. Atomy płyną do niej, ale nie mogą oddać swojej energii, kiedy się pojawią (są już w swoim najniższym stanie energetycznym), więc przepływają przez studnię z prędkością ponaddźwiękową.
Rezultatem jest obszar w obrębie BEC, w którym atomy poruszają się z prędkością ponaddźwiękową. To jest czarna dziura: żaden fonon, który ma pecha zabłąkać się w ten region, nie może uciec.
Jednym z powodów, dla których dźwiękowe czarne dziury są tak wysoko cenione, jest to, że powinny wytwarzać promieniowanie Hawkinga. Mechanika kwantowa przewiduje, że pary wirtualnych fononów o równym i przeciwnym pędzie powinny stale pojawiać się i znikać w BEC.
Gdyby jedna z tych par przekroczyła horyzont zdarzeń, zostałaby wciągnięta do czarnej dziury i nigdy nie uciekła. Drugi jednak mógłby swobodnie ruszyć w dalszą drogę. Ten strumień uciekinierów byłby słynnym, ale dotąd nieobserwowanym promieniowaniem Hawkinga.
Lahav i jego kumple nie zaszli jeszcze tak daleko, ale zrobili ważny krok w kierunku obserwacji promieniowania Hawkinga i wyraźnie mają na celu ten cel.
Tutaj nie brakuje konkurencji, a stworzenie pierwszej dźwiękowej czarnej dziury z pewnością pobudzi konkurencję. Spodziewaj się, że wkrótce ktoś zgłosi pierwszą obserwację promieniowania Hawkinga.
Nr ref.: arxiv.org/abs/0906.1337 : Sonic Black Hole w kondensacie Bosego-Einsteina o odwróconej gęstości