Квантовый смерч: физики создали «черную дыру» в лаборатории
Чтобы изучить чёрную дыру, необходимо «нащупать» её в космосе с помощью сверхмощного радиотелескопа и долго анализировать обрывки полезной информации. Или… создать её самостоятельно. Именно этим путём пошли британские физики, впервые создав почти точную имитацию чёрной дыры — квантовый смерч в сверхтекучем гелии. Как оказалось, этот объект практически идеально воспроизводит гравитационные условия вблизи горизонта событий.
Работа стартовала вместе с грантом от британского правительства в размере 5 миллионов фунтов стерлингов, который попал сотрудникам сразу семи ведущих университетов Великобритании — от Ноттингемского до Королевского колледжа Лондона. На эти средства команда учёных сперва сконструировала специальную криогенную систему, способную содержать несколько литров сверхтекучего гелия при температурах ниже -271°C.
Как объяснил ведущий автор статьи, доктор Патрик Сванкара из Ноттингемского университета: «Сверхтекучий гелий содержит крошечные объекты, называемые квантовыми вихрями, которые имеют тенденцию распространяться друг от друга. В нашей установке нам впервые удалось заключить десятки тысяч этих квантов в компактный объект, напоминающий небольшой смерч, добившись вихревого потока с рекордной силой».
Раньше в подобных моделированиях в качестве среды использовалась вода, но из-за её огромной вязкости водовороты не могли обеспечить сколько-нибудь детальных наблюдений. Но в гелии исследователям удалось обнаружить поразительные параллели между вихревым потоком и гравитационным влиянием черных дыр на окружающее пространство-время.
«Когда мы впервые наблюдали черты чёрных дыр в нашем первоначальном аналоговом эксперименте ещё в 2017 году, это был прорывной момент для понимания некоторых причудливых явлений. Теперь мы вывели это исследование на новый уровень, который в конечном итоге должен привести нас к предсказанию поведения квантовых полей в искривленном пространстве-времени вокруг астрофизических черных дыр», — резюмировала профессор Силке Вайнфуртнер, которая руководила работой в Лаборатории черных дыр.
Самое популярное
