انجمن علمی فیزیک گیلان

#خبر نظریه‌ای جدید برای تشخیص نور در تاریکی خلا @GuilanPhysics

#خبر

نظریه‌ای جدید برای تشخیص نور در تاریکی خلا

سیاهچاله‌ها نقاطی از فضا-زمان با جاذبه بسیار زیاد هستند. دانشمندان در ابتدا تصور می‌کردند که هیچ چیز از جمله نور نمی‌تواند از مرز این پدیده‌های عظیم بگریزد.
از زمان ارائه نظریه عمومی نسبیت که امکان وجود سیاهچاله‌ها را تایید می‌کند، ماهیت دقیق این پدیده مورد سوال است. از جمله معروف‌ترین یافته‌ها در مورد سیاهچاله‌ها پیش‌بینی استیون هاوکینگ است که می‌گوید که برخی ذرات در لبه سیاهچاله‌ها ساطع می‌شوند.
همچنین عملکرد خلا مورد بررسی دانشمندان بوده است. در اوایل دهه 1970 میلادی، همزمان با ارائه این نظریه هاوکینگ که نور می‌تواند از جاذبه سیاهچاله‌ها بگریزد، فیزیکدان کانادایی فلانی پیشنهاد کرد که یک آشکارساز نوری که به اندازه کافی شتاب دارد می‌تواند نور را در خلا مشاهده کند.
تحقیقات جدید در دانشگاه دارتموث این نظریه را با ارائه جزئیاتی برای تولید و مشاهده نوری که تصور می‌شد غیر قابل مشاهده است، پیش می‌برد.
مایلز بلنکو، یکی از محققان این تحقیق می‌گوید: «به نظر می‌رسد که این یافته‌ها امکان ایجاد نور در خلا را نشان می‌دهند. انگار که ما چیزی را از هیچ تهیه کردیم.»
در فیزیک کلاسیک خلا عدم وجود هرگونه ماده، نور و انرژی تلقی می‌شود. اما در فیزیک کوانتوم خلا پر از فوتون‌هایی است که به طور متناوب به وجود می‌آیند و از بین می‌روند. با این حال اندازه‌گیری چنین نوری غیر ممکن است.
با توجه به اینکه علم در حال حاضر نشان می‌دهد که مشاهده نور در خلا امکان پذیر است، تیم تحقیقاتی به دنبال یافتن راهی عملی برای تشخیص فوتون‌ها بودند.
در آزمایشی که برای این کار طراحی شده، یک غشای الماس مصنوعی به اندازه تمبر که حاوی آشکارساز نور نیتروژنی است درون یک جعبه بسیار سرد معلق است که ایجاد خلا می‌کند. سپس غشا با شتاب زیادی شروع به حرکت می‌کند.
هویی وانگ، محققی که مقاله مربوط به این نظریه را در دوران کارشناسی خود نوشته بود، می‌گوید حرکت الماس فوتون تولید می‌کند. در اصل تنها کاری که باید انجام دهید این است که چیزی را آن قدر تکان دهید تا فوتون‌های در‌هم‌تنیده تولید شود.
این مطالعه که توسط بنیاد ملی علوم پشتیبانی می‌شود اولین آزمایشی‌ است که از چند آشکار‌ساز برای تقویت شتاب و افزایش حساسیت تشخیص نور استفاده می‌کند. همچنین نوسان الماس اجازه می‌دهد تا آزمایش در فضایی قابل کنترل با شتاب شدید انجام شود.
هویی وانگ می‌گوید: «فوتون‌های تشخیص داده شده توسط غشای الماسی جفت هستند. ایجاد شدن فوتون‌های جفت و در‌هم‌تنیده ثابت می کند که این فوتون‌ها درون خلا ایجاد شده‌اند و منبع دیگری ندارند.»
نور تشخیص داده شده دارای فرکانس مایکروویو است و به همین دلیل با چشم قابل مشاهده نیست. ولی بلنکو و وانگ امیدوارند که این کار به درک بیشتر نیروهای فیزیکی کمک کند. این تحقیق ممکن است به پیش بینی هاوکینگ در مورد تابش سیاهچاله ها از طریق تحقیقات اینشتین کمک کند.
بلنکو می گوید: «بخشی از مسئولیت و لذت نظریه‌پردازان مطرح کردن ایده ها است. ما تلاش می کنیم نشان دهیم که انجام این آزمایش امکان‌پذیر است. چیزی که تا به امروز بسیار دشوار بوده است.»

✍ زهرا حبیب زاده
تیم تحریریه انجمن علمی فیزیک دانشگاه گیلان

@GuilanPhysics

1.73K views05:48