Исследователи из Стокгольмского университета и Индийского института научных исследований (IISER) Мохали сообщили о практическом способе обнаружения одного из самых странных предсказаний физики: эффекта Унру. Согласно этому эффекту, объект, набирающий скорость (ускоряющийся), воспринимает пустое пространство как слегка тёплое. Однако попытка разогреть что-либо путём невероятно быстрого ускорения в лабораторных условиях неосуществима.
Команда показала, как преобразовать этот крошечный эффект в чёткую, помеченную временными метками вспышку света.
Простая картина
Представьте себе группу атомов между двумя параллельными зеркалами. Зеркала могут либо ускорять, либо замедлять излучение света от атомов. Когда эти атомы взаимодействуют, они могут излучать вместе, как хор — гораздо громче, чем отдельные певцы. Это коллективное излучение называется сверхизлучением.
Новое исследование объясняет, как ускорение, вызванное теплом пустого пространства, если его испытывают атомы, незаметно подталкивает их к тому, чтобы взрыв хора произошёл раньше, чем это произошло бы для неподвижных атомов. Эта вспышка, произошедшая раньше ожидаемого, становится чётким, легко заметным признаком эффекта Унру.
Работа, написанная в соавторстве с Кинжалком Лочаном и Сандипом К. Гоялом из IISER Мохали, теперь опубликована в журнале Physical Review Letters.
«Мы нашли способ превратить шёпот эффекта Унру в крик», — сказал Ахил Десвал, аспирант IISER Мохали. «Используя тщательно расположенные высококачественные зеркала, мы делаем обычные фоновые сигналы тише, в то время как вызванный ускорением всплеск происходит раньше и чище».
Важность исследования
Ключевым моментом является то, что предложение требует значительно меньшего ускорения по сравнению с требованиями в отсутствие высококачественных зеркал.
«Выбор времени — это ключ», — добавил Навдип Арья, постдокторский исследователь в Стокгольмском университете. «Хор атомов не только громче, но и кричит раньше, если он ощущает слабое тепло, связанное с эффектом Унру. Этот простой маркер, подобный часам, может облегчить отделение сигнала Унру от повседневного шума».
Теоретически решая задачу обнаружения, стоящую перед учёными на протяжении десятилетий, идея открывает мост между доступными лабораторными устройствами и явлениями, обычно связанными с экстремальными условиями. Поскольку ускорение и гравитация тесно связаны, аналогичные приёмы синхронизации однажды могут помочь исследователям изучить тонкие, обусловленные гравитацией квантовые эффекты — прямо в лаборатории.
Предоставлено Стокгольмским университетом.
published in Physical Review Letters.»,»\»We’ve found a way to turn the Unruh effect’s whisper into a shout,\» said Akhil Deswal, a Ph.D. student at IISER Mohali. \»By using carefully spaced high-quality mirrors, we make ordinary background signals quieter while the acceleration-seeded burst comes out early and clean.\»»,»Crucially, the proposal demands significantly lower acceleration compared to the requirement in the absence of high-quality mirrors.»,»\»Timing is the key,\» added Navdeep Arya, a postdoctoral researcher at Stockholm University. \»The choir of atoms is not only louder but also shouts earlier if they feel the faint Unruh effect-related warmth of empty space. That simple clock-like marker can make it easier to separate the Unruh signal from everyday noise.\»»,»By theoretically addressing a decades-old detection challenge, the idea opens a bridge between available laboratory devices and phenomena usually linked to extreme conditions. Because acceleration and gravity are closely related, similar timing tricks might one day help researchers probe subtle, gravity-driven quantum effects—right on the lab bench.»,»\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tProvided by\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tStockholm University\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t»,»\n\t\t\t\t\t\t\tMore from Other Physics Topics\n\t\t\t\t\t\t «]’>Источник