Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Offbeat

Ilmuwan membuat gelombang suara dari ruang hampa kuantum di laboratorium Black Hole – ScienceDaily


Para peneliti telah mengembangkan teori baru untuk mengamati ruang hampa kuantum yang dapat mengarah pada wawasan baru tentang perilaku lubang hitam.

Efek Unruh menggabungkan fisika kuantum dan teori relativitas. Sejauh ini belum mungkin untuk mengukur atau mengamatinya, tetapi sekarang penelitian baru dari tim yang dipimpin oleh University of Nottingham telah menjelaskan bagaimana hal ini dapat dicapai dengan menggunakan partikel suara. Penelitian tim telah diterbitkan hari ini di jurnal Surat Review Fisik.

Efek Unruh menunjukkan bahwa jika Anda terbang melalui ruang hampa kuantum dengan percepatan ekstrem, ruang hampa tidak lagi terlihat seperti ruang hampa: melainkan tampak seperti bak mandi air hangat yang penuh dengan partikel. Fenomena ini erat kaitannya dengan radiasi Hawking dari lubang hitam.

Sebuah tim peneliti dari Laboratorium Lubang Hitam Universitas Nottingham bekerja sama dengan Universitas British Columbia dan Universitas Teknologi Wina telah menunjukkan bahwa alih-alih mempelajari ruang kosong di mana partikel tiba-tiba menjadi terlihat saat berakselerasi, Anda dapat membuat awan dua dimensi atom ultra-dingin (kondensat Bose-Einstein) di mana partikel suara, fonon, menjadi terdengar oleh pengamat yang dipercepat dalam vakum fonon diam. Suara tidak dibuat oleh detektor, melainkan mendengar apa yang ada di sana hanya karena percepatan (detektor yang tidak dipercepat akan tetap tidak mendengar apa pun).

Ruang hampa penuh dengan partikel

Salah satu gagasan dasar teori relativitas Albert Einstein adalah: Hasil pengukuran dapat bergantung pada keadaan gerak pengamat. Seberapa cepat jam berdetak? Berapa panjang sebuah benda? Berapa panjang gelombang sinar cahaya? Tidak ada jawaban universal untuk ini, hasilnya relatif – tergantung seberapa cepat pengamat bergerak. Tapi bagaimana dengan pertanyaan apakah suatu area ruang tertentu kosong atau tidak? Bukankah seharusnya dua pengamat setidaknya setuju tentang itu?

Tidak – karena apa yang tampak seperti ruang hampa yang sempurna bagi satu pengamat dapat menjadi kumpulan partikel yang bergejolak dan radiasi ke pengamat lainnya. Efek Unruh, yang ditemukan pada tahun 1976 oleh William Unruh, mengatakan bahwa untuk pengamat yang dipercepat dengan kuat, ruang hampa memiliki suhu. Ini karena apa yang disebut partikel virtual, yang juga bertanggung jawab atas efek penting lainnya, seperti radiasi Hawking, yang menyebabkan lubang hitam menguap.

“Untuk mengamati efek Unruh secara langsung, seperti yang dijelaskan oleh William Unruh, sama sekali tidak mungkin bagi kita hari ini,” jelas Dr. Sebastian Erne yang datang dari Universitas Nottingham ke Institut Atom dari Universitas Teknologi Wina sebagai Rekan ESQ. bulan lalu. “Anda akan membutuhkan alat pengukur yang dipercepat hingga hampir mencapai kecepatan cahaya dalam satu mikrodetik untuk melihat bahkan efek Unruh yang kecil -kita tidak dapat melakukan itu.” Namun, ada cara lain untuk mempelajari efek aneh ini: menggunakan apa yang disebut simulator kuantum.

Simulator kuantum

“Banyak hukum fisika kuantum bersifat universal. Mereka dapat ditunjukkan terjadi dalam sistem yang sangat berbeda. Seseorang dapat menggunakan rumus yang sama untuk menjelaskan sistem kuantum yang sepenuhnya berbeda,” kata Jörg Schmiedmayer dari Universitas Teknologi Wina. “Ini berarti bahwa Anda sering dapat mempelajari sesuatu yang penting tentang sistem kuantum tertentu dengan mempelajari sistem kuantum yang berbeda.”

“Mensimulasikan satu sistem dengan yang lain telah sangat berguna untuk memahami lubang hitam, karena lubang hitam yang sebenarnya tidak dapat diakses secara efektif,” Dr. Cisco Gooding dari laboratorium Lubang Hitam menekankan. “Sebaliknya, lubang hitam analog dapat langsung diproduksi di sini, di lab.”

Ini juga berlaku untuk efek Unruh: Jika versi aslinya tidak dapat didemonstrasikan untuk alasan praktis, maka sistem kuantum lain dapat dibuat dan diperiksa untuk melihat efeknya di sana.

Awan atom dan sinar laser

Sebagaimana sebuah partikel merupakan “gangguan” di ruang hampa, ada gangguan dalam kondensat Bose-Einstein yang dingin – ketidakteraturan kecil (gelombang suara) yang menyebar dalam gelombang. Seperti yang telah ditunjukkan sekarang, ketidakteraturan seperti itu harus dapat dideteksi dengan sinar laser khusus. Menggunakan trik khusus, kondensat Bose-Einstein sedikit terganggu oleh pengukuran, meskipun ada interaksi dengan sinar laser.

Jörg Schmiedmayer menjelaskan: “Jika Anda menggerakkan sinar laser, sehingga titik iluminasi bergerak di atas kondensat Bose-Einstein, yang sesuai dengan pengamat yang bergerak melalui ruang kosong. Jika Anda mengarahkan sinar laser dalam gerakan yang dipercepat di atas awan atom , maka Anda harus dapat mendeteksi gangguan yang tidak terlihat dalam kasus stasioner – seperti pengamat yang dipercepat dalam ruang hampa akan merasakan penangas panas yang tidak ada untuk pengamat diam. “

“Hingga saat ini, efek Unruh adalah ide yang abstrak,” kata Profesor Silke Weinfurtner yang memimpin laboratorium Lubang Hitam di Universitas Nottingham, “Banyak yang telah melepaskan harapan untuk verifikasi eksperimental. Kemungkinan memasukkan detektor partikel dalam simulasi kuantum akan memberi kita wawasan baru tentang model teoritis yang sebaliknya tidak dapat diakses secara eksperimental. “

Perencanaan pendahuluan sedang dilakukan untuk menjalankan versi eksperimen menggunakan helium superfluida di Universitas Nottingham. “Ini mungkin, tetapi sangat memakan waktu dan ada rintangan teknis yang harus kami atasi,” jelas Jörg Schmiedmayer. “Tapi itu akan menjadi cara yang bagus untuk mempelajari tentang efek penting yang sebelumnya dianggap praktis tidak dapat diamati.”

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize