ΑΡΧΙΚΗ
Έχουν πεÏάσει ακÏιβώς 40 χÏόνια από τότε που ο βÏετανός φυσικός Στίβεν Χόκινγκ σόκαÏε τους συναδÎλφους του δημοσιοποιώντας ότι οι μαÏÏες Ï„ÏÏπες εκπÎμπουν ακτινοβολία, τη λεγόμενη ακτινοβολία Χόκινγκ. ΣαÏάντα χÏόνια μετά, Îνα πείÏαμα εÏγαστηÏίου φαίνεται να επαληθεÏει τη θεωÏία.
Οι μαÏÏες Ï„ÏÏπες, σημεία στο χώÏο όπου η πυκνότητα της Ïλης φτάνει στο άπειÏο, Îχουν τόσο ισχυÏÏŒ βαÏυτικό πεδίο ώστε τίποτα, ακόμα και το φως, δεν θα μποÏοÏσε να δÏαπετεÏσει από τη θανάσιμη Îλξη τους.
Το 1974, όμως ο Χόκινγκ διατÏπωσε τη θεωÏία ότι οι μαÏÏες Ï„ÏÏπες δεν είναι απόλυτα μαÏÏες, αλλά εκπÎμπουν συνεχώς μια αμυδÏή ακτινοβολία.
Η λεγόμενη ακτινοβολία Χόκινγκ είναι αποτÎλεσμα κβαντικών φαινομÎνων. Όπως Ï€ÏοκÏπτει από τη κβαντική θεωÏία, το κενό δεν είναι ποτΠαπόλυτα άδειο αλλά βÏίθει από «εικονικά σωματίδια» Ïλης και αντιÏλης, τα οποία εμφανίζονται μόνο για μια στιγμή Ï€Ïιν αλληλοεξουδετεÏωθοÏν και πάψουν να υπάÏχουν.
Αν όμως Îνα Ï„Îτοιο ζευγάÏι σωματιδίων εμφανιστεί κοντά σε μια μαÏÏη Ï„ÏÏπα, το Îνα θα μποÏοÏσε να χαθεί μÎσα της για πάντα, οπότε το δεÏτεÏο είναι ελεÏθεÏο να δÏαπετεÏσει και να συνεχίσει τη ζωή του ως κανονικό σωματίδιο.
Η ακτινοβολία Χόκινγκ συνίσταται από αυτά ακÏιβώς τα σωματίδια, είναι ωστόσο υπεÏβολικά αμυδÏή για να καταγÏαφεί σε Ï€ÏαγματικÎÏ‚ συνθήκες.
Μια εναλλακτική λÏση για τη μελÎτη της είναι η Ï€Ïοσομοίωση του φαινομÎνου στο εÏγαστήÏιο. Ο ΤζÎιμς ΣτάινχαουεÏ, εÏευνητής στο ΙνστιτοÏτο Τεχνολογίας Technion-Israel στη Χάιφα του ΙσÏαήλ, δημιοÏÏγησε Îνα ανάλογο μιας μαÏÏης Ï„ÏÏπας το οποίο παγιδεÏει ηχητικά κÏματα αντί για φως.
Η ομάδα του Î£Ï„Î¬Î¹Î½Ï‡Î±Î¿Ï…ÎµÏ Ï€Î¬Î³Ï‰ÏƒÎµ άτομα Ïουβιδίου κοντά στο απόλυτο μηδÎν για να δημιουÏγήσει Îνα «συμπÏκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν», μια κατάσταση της Ïλης στην οποία πολλά παγωμÎνα άτομα συμπεÏιφÎÏονται συλλογικά σαν Îνα άτομο.
ΧÏησιμοποιώντας ακτίνες λÎιζεÏ, οι εÏευνητÎÏ‚ επιτάχυναν Îνα μÎÏος του συμπυκνώματος Ï€ÎÏα από την ταχÏτητα του ήχου. Αυτό σημαίνει ότι όσα ηχητικά κÏματα ταξίδευαν μÎσα στο συμπÏκνωμα αντίθετα από την κατεÏθυνση κίνησής του θα παγιδεÏονταν στο εσωτεÏικό του ακÏιβώς όπως θα παγιδευόταν το φως από μια μαÏÏη Ï„ÏÏπα.
Το συμπÏκνωμα γίνεται Îτσι ανάλογο του «οÏίζοντα γεγονότων» γÏÏω από μια μαÏÏη Ï„ÏÏπα, το ÏŒÏιο Ï€ÎÏα από το οποίο δεν υπάÏχει δυνατότητα επιστÏοφής.
Όπως το κενό βÏίθει από ζευγάÏια εικονικών σωματιδίων, ζευγάÏια ηχητικών κυμάτων εμφανίζονται μÎσα στην πειÏαματική διάταξη λόγω κβαντικών φαινομÎνων. Τα κÏματα αυτά κανονικά αλληλοεξουδετεÏώνονται, ενίοτε όμως το Îνα κÏμα παγιδεÏεται στον οÏίζοντα των γεγονότων ενώ το δεÏτεÏο είναι ελεÏθεÏο να συνεχίσει την ποÏεία του.
Το Ï€Ïόβλημα όμως είναι ότι τα κÏματα αυτά είναι Ï€Î¿Î»Ï Î±Î¼Ï…Î´Ïά και Ï€ÏÎπει να ενισχυθοÏν ώστε να καταγÏαφοÏν. Για να γίνει αυτό οι εÏευνητÎÏ‚ δημιοÏÏγησαν Îναν δεÏτεÏο οÏίζοντα γεγονότων τον οποίο δεν μποÏοÏσαν να διαπεÏάσουν τα ηχητικά κÏματα. Αυτό ανάγκασε τα κÏματα να αναπηδοÏν συνεχώς από τον Îνα οÏίζοντα στον άλλο, πυÏοδοτώντας τη γÎννηση νÎων ζευγαÏιών κυμάτων και ενισχÏοντας το σήμα του πειÏάματος μÎχÏι να φτάσει σε μετÏήσιμα επίπεδα.
ΠαÏαμÎνει ωστόσο ασαφÎÏ‚ αν το μοντÎλο που δημιοÏÏγησαν οι εÏευνητÎÏ‚ Ï€Ïοσομοιώνει με ακÏίβεια τη συμπεÏιφοÏά μιας Ï€Ïαγματικής μαÏÏης Ï„ÏÏπας.
Η εικόνα θα μποÏοÏσε να γίνει πιο σαφής αν η εÏευνητική ομάδα καταφÎÏει να καταγÏάψει το ανάλογο της ακτινοβολίας Χόκινγκ χωÏίς να χÏησιμοποιήσει Îναν δεÏτεÏο οÏίζοντα των γεγονότων.
ΔεδομÎνου όμως ότι η ακτινοβολία Χόκινγκ από τις μαÏÏες Ï„ÏÏπες θεωÏείται Ï€Ïακτικά αδÏνατο να καταγÏαφεί άμεσα με τις σημεÏινÎÏ‚ τεχνολογίες, τα εÏγαστηÏιακά ανάλογα των μελανών οπών μάλλον θα παÏαμείνουν για καιÏÏŒ το βασικό εÏγαλείο για τη μελÎτη τους.
Η μελÎτη δημοσιεÏεται στην επιθεώÏηση Nature Physics.
Οι μαÏÏες Ï„ÏÏπες, σημεία στο χώÏο όπου η πυκνότητα της Ïλης φτάνει στο άπειÏο, Îχουν τόσο ισχυÏÏŒ βαÏυτικό πεδίο ώστε τίποτα, ακόμα και το φως, δεν θα μποÏοÏσε να δÏαπετεÏσει από τη θανάσιμη Îλξη τους.
Το 1974, όμως ο Χόκινγκ διατÏπωσε τη θεωÏία ότι οι μαÏÏες Ï„ÏÏπες δεν είναι απόλυτα μαÏÏες, αλλά εκπÎμπουν συνεχώς μια αμυδÏή ακτινοβολία.
Η λεγόμενη ακτινοβολία Χόκινγκ είναι αποτÎλεσμα κβαντικών φαινομÎνων. Όπως Ï€ÏοκÏπτει από τη κβαντική θεωÏία, το κενό δεν είναι ποτΠαπόλυτα άδειο αλλά βÏίθει από «εικονικά σωματίδια» Ïλης και αντιÏλης, τα οποία εμφανίζονται μόνο για μια στιγμή Ï€Ïιν αλληλοεξουδετεÏωθοÏν και πάψουν να υπάÏχουν.
Αν όμως Îνα Ï„Îτοιο ζευγάÏι σωματιδίων εμφανιστεί κοντά σε μια μαÏÏη Ï„ÏÏπα, το Îνα θα μποÏοÏσε να χαθεί μÎσα της για πάντα, οπότε το δεÏτεÏο είναι ελεÏθεÏο να δÏαπετεÏσει και να συνεχίσει τη ζωή του ως κανονικό σωματίδιο.
Η ακτινοβολία Χόκινγκ συνίσταται από αυτά ακÏιβώς τα σωματίδια, είναι ωστόσο υπεÏβολικά αμυδÏή για να καταγÏαφεί σε Ï€ÏαγματικÎÏ‚ συνθήκες.
Μια εναλλακτική λÏση για τη μελÎτη της είναι η Ï€Ïοσομοίωση του φαινομÎνου στο εÏγαστήÏιο. Ο ΤζÎιμς ΣτάινχαουεÏ, εÏευνητής στο ΙνστιτοÏτο Τεχνολογίας Technion-Israel στη Χάιφα του ΙσÏαήλ, δημιοÏÏγησε Îνα ανάλογο μιας μαÏÏης Ï„ÏÏπας το οποίο παγιδεÏει ηχητικά κÏματα αντί για φως.
Η ομάδα του Î£Ï„Î¬Î¹Î½Ï‡Î±Î¿Ï…ÎµÏ Ï€Î¬Î³Ï‰ÏƒÎµ άτομα Ïουβιδίου κοντά στο απόλυτο μηδÎν για να δημιουÏγήσει Îνα «συμπÏκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν», μια κατάσταση της Ïλης στην οποία πολλά παγωμÎνα άτομα συμπεÏιφÎÏονται συλλογικά σαν Îνα άτομο.
ΧÏησιμοποιώντας ακτίνες λÎιζεÏ, οι εÏευνητÎÏ‚ επιτάχυναν Îνα μÎÏος του συμπυκνώματος Ï€ÎÏα από την ταχÏτητα του ήχου. Αυτό σημαίνει ότι όσα ηχητικά κÏματα ταξίδευαν μÎσα στο συμπÏκνωμα αντίθετα από την κατεÏθυνση κίνησής του θα παγιδεÏονταν στο εσωτεÏικό του ακÏιβώς όπως θα παγιδευόταν το φως από μια μαÏÏη Ï„ÏÏπα.
Το συμπÏκνωμα γίνεται Îτσι ανάλογο του «οÏίζοντα γεγονότων» γÏÏω από μια μαÏÏη Ï„ÏÏπα, το ÏŒÏιο Ï€ÎÏα από το οποίο δεν υπάÏχει δυνατότητα επιστÏοφής.
Όπως το κενό βÏίθει από ζευγάÏια εικονικών σωματιδίων, ζευγάÏια ηχητικών κυμάτων εμφανίζονται μÎσα στην πειÏαματική διάταξη λόγω κβαντικών φαινομÎνων. Τα κÏματα αυτά κανονικά αλληλοεξουδετεÏώνονται, ενίοτε όμως το Îνα κÏμα παγιδεÏεται στον οÏίζοντα των γεγονότων ενώ το δεÏτεÏο είναι ελεÏθεÏο να συνεχίσει την ποÏεία του.
Το Ï€Ïόβλημα όμως είναι ότι τα κÏματα αυτά είναι Ï€Î¿Î»Ï Î±Î¼Ï…Î´Ïά και Ï€ÏÎπει να ενισχυθοÏν ώστε να καταγÏαφοÏν. Για να γίνει αυτό οι εÏευνητÎÏ‚ δημιοÏÏγησαν Îναν δεÏτεÏο οÏίζοντα γεγονότων τον οποίο δεν μποÏοÏσαν να διαπεÏάσουν τα ηχητικά κÏματα. Αυτό ανάγκασε τα κÏματα να αναπηδοÏν συνεχώς από τον Îνα οÏίζοντα στον άλλο, πυÏοδοτώντας τη γÎννηση νÎων ζευγαÏιών κυμάτων και ενισχÏοντας το σήμα του πειÏάματος μÎχÏι να φτάσει σε μετÏήσιμα επίπεδα.
ΠαÏαμÎνει ωστόσο ασαφÎÏ‚ αν το μοντÎλο που δημιοÏÏγησαν οι εÏευνητÎÏ‚ Ï€Ïοσομοιώνει με ακÏίβεια τη συμπεÏιφοÏά μιας Ï€Ïαγματικής μαÏÏης Ï„ÏÏπας.
Η εικόνα θα μποÏοÏσε να γίνει πιο σαφής αν η εÏευνητική ομάδα καταφÎÏει να καταγÏάψει το ανάλογο της ακτινοβολίας Χόκινγκ χωÏίς να χÏησιμοποιήσει Îναν δεÏτεÏο οÏίζοντα των γεγονότων.
ΔεδομÎνου όμως ότι η ακτινοβολία Χόκινγκ από τις μαÏÏες Ï„ÏÏπες θεωÏείται Ï€Ïακτικά αδÏνατο να καταγÏαφεί άμεσα με τις σημεÏινÎÏ‚ τεχνολογίες, τα εÏγαστηÏιακά ανάλογα των μελανών οπών μάλλον θα παÏαμείνουν για καιÏÏŒ το βασικό εÏγαλείο για τη μελÎτη τους.
Η μελÎτη δημοσιεÏεται στην επιθεώÏηση Nature Physics.
Γέφυρα Ρίου - Αντιρρίου: Δείτε πώς κατασκευάστηκε η μεγαλύτερη καλωδιωτή γέφυρα του κόσμου
Ειδήσεις
Copyright 2010-2026 © pentelikonews.gr